[发明专利]一种减少氮素气体损失的超高温预处理堆肥方法

说明书

本发明公开一种减少氮素气体损失的堆肥方法，首先用调理剂将畜禽粪便含水率调节至55～60％，然后加热混合好的物料，使其在1～2h内上升至90～95℃，继续维持超高温1～2h以完成预处理，期间，通过高压风机对物料进行搅拌供氧；预处理结束后继续进行后续常规堆肥，堆肥腐熟周期缩短20天左右，总氮损失减少50％左右；本发明堆肥方法不仅可以实现畜禽粪便的快速腐熟，且有效减少堆肥过程中氨气和氧化亚氮的排放量；不仅有利于解决生态环境污染和温室气体排放的问题，同时还能提高堆肥产品品质和堆肥效率；该方法具备操作简单、见效快、环境友好等特征且有利于大规模使用。

技术领域

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种减少堆肥总氮损失和氮素气体损失的超高温预处理堆肥方法。

背景技术

我国是畜禽粪便生产大国，据环保部《全国环境统计年报》统计，2015年我国禽畜粪便约6.2亿吨，造成了如占用土地、污染大气、土壤及地下水、传播疾病等严重的环境问题，给我国生态环境和人类健康带来了巨大的压力。

堆肥化是一种实现畜禽粪便减量化、无害化、资源化的有效手段。相对于填埋、焚烧等处理方式，堆肥不仅能去除臭味、有毒物质和病原菌，堆肥产物施入土壤，还能提升与改善土壤结构，增加作物营养元素的地球化学过程与土壤肥力水平。尽管堆肥在处理畜禽粪便过程中有很多优势，但传统好氧堆肥普遍面临腐熟周期长、堆肥品质低且氮素损失严重等技术难题。据统计，好氧堆肥的氮素损失高达77％，其中氨挥发导致的氮素损失可达43％-71％，N₂O排放占氮损失的10％左右(Liang Y,Leonard JJ,Feddes JJR,McGillWB.Influence of carbon and buffer amendment on ammonia volatilization incomposting.Bioresource Technology,2006,97:748-761.)。

氨气属于有毒气体，被列为堆肥首要恶臭污染物。研究表明，在大量NH₃存在的条件下，SO₂和NOx形成PM2.5的速度会急剧增加，对雾霾的形成具有重要的贡献。N₂O属于三大温室气体之一，参与光化学反应并破坏臭氧层，其增温潜势是CO₂的298倍。因此，减少堆肥过程氨气和氧化亚氮的排放不仅可有效解决有机物的环境污染和温室气体排放问题；并且提高堆肥产品的氮素含量能够改良土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长，符合现代农业的可持续发展方向。

国内外对于减少堆肥过程中氧化亚氮和氨气排放的研究主要涉及到化学添加剂法、物理吸附法和微生物菌剂添加法。中国专利CN101613223A公开了一种减少堆肥过程氨气排放的堆肥制备方法，该方法在添加剂过磷酸钙的作用下，采用鸡粪和玉米秸秆的混合物作为堆肥原料，在堆肥原料中添加1.5％的过磷酸钙相比于对照组在堆肥第5天和第10天氨气释放量分别仅减少了16％和34.6％。中国专利CN103073341A利用生物质炭来吸附氧化亚氮，其效果一般，且并不能减少产品中氮素的损失。中国专利CN107721469A公开了包括产朊假丝酵母、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌的复合菌剂，用于减少鸡粪堆肥过程氨气的排放，其氨气排放量减少了53.1％。中国专利CN 108440035 A公开了包括嗜热栖热菌、嗜火液菌、Bacillus thermantarcticus的复合菌剂，用于减少有机固体废弃物堆肥过程的氨气和N₂O减排。其平均每天氧化亚氮和氨气的排放量分别下降了72％和52％左右。