猪粪堆肥过程氮磷保存及温室气体（N_2O）减排研究

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雅宝题库解析：
自20世纪80年代末以来，我国集约化畜禽养殖业迅猛发展，大量排放的畜禽粪便对大气、水体及土地环境造成了严重污染。堆肥化技术广泛应用于畜禽粪便的资源化处理，但在堆肥处理和堆肥产品土地利用的过程中存在因氮磷养分流失和温室气体(N2O)排放而引起的一系列环境题目。本研究以集约化养猪场排放的固体猪粪为研究对象，以猪粪堆肥过程的氮磷同时保存和温室气体(N2O)减排为研究目标。首先，通过对条垛猪粪堆肥工厂的现场调查，明确堆肥过程的氮磷迁移转化和温室气体排放状况，然后，通过批量试验研究，筛选、优化金属盐种类及其投加量，基此开展实验室规模的反应器研究和中试研究，从而开发以改性金属盐为核心的猪粪堆肥化工艺，以期为我国有机固体废弃物堆肥化过程的氮磷养分保存和温室气体(N2O)减排提供科技支撑。露天条垛式猪粪堆肥工厂的现场调查结果表明，堆肥过程有N2O的排放，其排放模式表现为堆肥前期及后腐熟后期排放通量高。冬季堆肥过程排放的N2O明显高于春夏季，堆体阴面排放量高于阳面。冬季堆肥过程N、P损失均高于春夏季，以N2O形式累计的N排放量占TN损失量的4.20%。了解了现场堆肥的情况，通过混合水平均匀设计优化试验，考察了不同改性金属盐及不同投加量对强制通风堆肥过程氮磷保存的影响。试验结果表明，最优方案是添加猪粪初始总氮摩尔含量的20%改性镁橄榄石和添加20%、pH=5的赤泥。在优化试验的基础上开展了实验室规模的强制通风反应器堆肥研究，试验结果表明，堆肥后期出现N2O排放量的急剧增高，与对照堆体相比，分别添加改性赤泥和改性镁橄榄石的堆体中因NH3和N2O的共同排放造成的N损失较少。改性金属盐的添加有利于正磷酸盐转化为更稳定形态。同时，3个堆体在不同堆肥时期均发现革兰氏阴性的氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌。中试结果表明，添加改性赤泥的中试堆体中N2O总排放量比对照堆体少17.24%，甲烷的累计排放量也比对照堆体少38.28%。