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初始低碳/氮比好氧堆肥化处理猪粪稻草 摘要 用两个试点堆肥进行实验以探讨初始低C/N比对堆肥化处理猪粪稻草的物理化学参数。结果表明，1号2号箱高温持续时间足够长，以满足卫生标准,猪粪可以达到成熟阶段. 1号含有较多的猪粪，少量干稻草，与2号相比具有较高的氮素损失(8%), 较短高温期，较长成熟期(约2周)。不过，经济分析表明，对于较低的初始碳/氮比(20)，每吨鲜猪粪可以减少使用172公斤稻草相对于较高的碳/氮比(25)，而且更多的猪粪可以被处理掉。因此，一个较低的初始碳/氮比(20)可以用来腐熟猪粪稻草。 关键词：猪粪；固体废物；碳/氮比例；曝气；堆肥 引言 在中国，猪粪在农业领域是主要的有机肥料。但是，大量的猪粪深加工属劳动密集型产业，是难以适用于附近有限土地，同时，未处理的猪粪由于病原体、不稳定的营养素、运输和保存困难等原因使其使用也是有限的。不久前，国家制定了相应的家畜和家禽产业生产标准以及专业立法，因为未经处理排放的猪粪已引起周围的环境问题，包括：恶臭污染，甲烷气体排放，氮和磷的排放水路污染，高氮和磷的排放导致水体富营养化, 并且影响水生物的生长和多样性。因此，对环境无害和实际可行的技术,被称为动物废弃物处理与利用。 堆肥处理，实质上是一种好氧生物工艺，利用天然微生物分解转化有机物变成腐殖质类产品，该工艺过程可消灭病菌,将氮氨由不稳定形态转换为稳定有机形态,减少垃圾量, 并能够满足农业对化肥的季节性需求。显然，堆肥有潜力成为有效的处理猪粪的新方法。 中国每年大约产稻谷0.2亿吨，同时生产了大量的稻草，它含有丰富的氮钾碳硅。如果稻草通过堆肥再生，其中的养分可循环使用，同时可以节省大笔稻草的处理费用。 因此,稻草是一种潜在的堆肥替代原材料。 要想使堆肥运行成功，关键是温度、通气、水分和养分等因素应适当控制。碳/氮比是影响堆肥工艺和堆肥质量的重要因素。方老师于1999年发现初始的最佳堆肥碳/氮比为25-30，黄老师于2004年利用锯末做原材料，比较了初始30和15碳/氮比率的效果。朱能武老师在2004年成功的通过实验得出结论：堆肥处理猪粪稻草最佳C/N比是25，在实验过程中分别采用自然通风系统和鼓风通系统.不过到目前为止，人们初始低c/n比对堆肥化处理猪粪稻草效果还没有完全掌握. 尽管稻草在中国地方上的使用不会有太大的困难, 但较低的初始碳/氮比，可以减少稻草需求量，提高猪粪的处理量。此项研究的目的是探讨较低的初始C/N比堆肥化处理猪粪稻草的物理和化学参数以及经济上的可行性。 2. 方法 2.1. 实验系统概况 实验装置包括堆肥箱(长、宽、高分别为2米,1.5米, 和1.6米)，鼓风机(空气流量:1131m3/h; 压力:994帕; 功率: 1.5千瓦)，测温传感器,工业控制计算机,自动程控软件。堆肥箱上架雨棚以阻止阳光照射和雨水流入，同时设计专用风箱，利用铸造铁穿孔板代替传统穿孔管(比例缝隙铸造铁孔板为6%)，空气导流板安装在风箱里，以确保空气流动均匀。只要堆肥箱核心温度达到设定值或运行时间到达设定值，计算机会自动控制风机开启。通过测温传感器收集模拟信号，被收集的信号通过A/D设备转换成数字信号，被传送到中心控制电脑，信号经D/O设备转换，然后传输给继电器，软件系统每小时会自动储存实验温度数据。 2.2. 操作方法 实验时间从2002年6月至2002年9月，稻草通过切削机切为5厘米的长，然后捣碎，根据碳氮比20和25与猪粪均匀混合，初始含水量调整到60%左右，然后放入堆肥箱，在堆肥过程中监测和调整含水量，维持在45-65%。堆肥高速阶段约21天，固化期约42天。在加热阶段，停止鼓风。在高温期和冷却期采用间歇性鼓风。在高温期，鼓风机基于时间-温度参数进行控制，若堆肥箱温度达到设定限制温度，鼓风机会一直运行，直到堆肥箱温度低于设定值。整个工艺操作以确保高温期足够长以摧毁病原体，自动程控软件控制着鼓风机的工作周期。如果堆肥箱温度在高温期温度范围内, 鼓风机将从30-60分钟调整到0.5-3分钟；当堆肥箱温度下降到冷却期区间温度，鼓风机将从1-3分钟调整到60分钟。 2.3. 取样 温度取自堆肥箱的不同地点，包括底部,核心和表面温度，同时计算机会对环境温度进行监测，该系统每十秒钟采集一次数据，每隔1小时自动记录一次数据，每次取样约4公斤分别在第0,1,3,7,14,21,28,35,49,63天采集样品。每份样品分成两部分，每一部分2公斤，其中一部分在4℃条件下保存，另一部分晾干，然后通过1毫米筛孔。 2.4. 分析方法 分别测定新鲜样品中的水分含量、总有机物(TOM)、pH值、氨氮、硝氮、水溶性碳(WSC) 、水溶性氮(WSN)、大肠杆菌、蠕虫卵数、发芽指数(GI)，分别测定风干样品的总氮(TKN)、总有机碳(TOC)、有