高温好氧堆肥对猪粪中重金属的钝化及除臭技术研究

摘要

随着规模化和集约化畜禽养殖业的不断发展，由此产生的大量畜禽粪便对环境造成了严重威胁。规模化养殖业排放的畜禽粪便中含有大量的重金属，并产生NH3等恶臭气体。对土壤和环境造成严重的污染，严重影响畜禽生长和人体健康，迫切需要提高畜禽养殖业污染防治技术和措施。本研究以猪粪为研究对象，采用高温好氧堆肥方法，选用10％、20％添加量的风化煤、粉煤灰、草炭三种重金属钝化剂6个处理，研究其对重金属Cu、As、Cr的水溶态、交换态的钝化效果;选用钝化剂为20％添加量的风化煤、粉煤灰、草炭堆肥样品，在沙床上添加3％、5％、10％比例的上述堆肥样品研究其毒理性作用;以风化煤为物理除臭剂、亚硫酸氢钠为化学除臭剂、EM为生物除臭剂，研究物理化学、物理生物、化学生物、生物物理化学综合除臭方法的除臭保氮效果。旨在选取最优重金属钝化方法及除臭方法，为畜禽粪肥的推广无污染使用提供技术依据。
　　1、禽畜粪便重金属钝化效果
　　不同钝化剂对不同的重金属钝化效果不同，不同比例钝化剂对同种重金属的钝化效果亦表现不同。在粉煤灰、风化煤、草炭三种钝化剂中，重金属Cu的最佳钝化剂及添加比例为风化煤20％处理，钝化效果达到76.8％;重金属As的最佳钝化剂及添加比例为风化煤10％处理，钝化效果达到43.9％;重金属Cr的最佳钝化剂及添加比例为粉煤灰10％处理，钝化效果达到83.5％。
　　2、发酵产品毒理性结果
　　粉煤灰堆肥产品发芽指数、主根长随堆肥产品添加比例增加而递减，较普通堆肥产品(CK)处理能促进主根生长和提高发芽指数，然而过多使用对种子发芽、主根生长仍有一定的抑制作用。侧根数量表现为先减后增，株高、鲜重都表现为先增后减，说明不同比例的粉煤灰产品对侧根数、株高、鲜重影响不同。
　　由于风化煤堆肥产品铜的含量高，达到1745.51mg/kg。白菜种子的发芽完全受到抑制，四天发芽率、七天发芽率、发芽指数、主根长、侧根数、株高、鲜重所得数据均为零，说明虽然风化煤产品对铜的钝化效果不错，但是本次实验选取的风化煤产品铜含量基数太高，仍然会对植物生长造成影响。
　　草炭堆肥产品主根长、株高随堆肥产品添加比例增加而递增，对主根生长和株高的生长有一定的促进作用，能提高侧根生长数和发芽指数，发芽指数、侧根数表现为先减后增，鲜重表现为逐渐减少。说明不同比例草炭产品对发芽指数、侧根数量、鲜重影响不同。
　　所有处理中，粉3％处理白菜发芽指数最高，草10％处理主根长最长，草3％处理侧根数最多，CK3％处理株高最高，草3％、粉5％处理植株鲜重最重。
　　3、禽畜粪便除臭效果
　　物理生物化学(WSH)处理除臭效果最佳，NH3累积挥发量比对照(CK)处理低58.2％。其次为物理化学(WH)处理，NH3累积挥发量比对照(CK)处理低50.3％。物理生物化学(WSH)、物理化学(WH)两处理均比对照(CK)处理提前6天消除臭味，有效的减少的臭味的产生;
　　物理化学(WH)处理堆肥后总氮含量最高，达到了21.18g/kg，其次为物理生物化学(WSH)处理，堆肥后总氮含量为20.40g/kg。均高于对照(CK)处理堆肥后的18.15g/kg。说明，物理生物化学(WSH)、物理化学(WH)处理有较好的保氮效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 猪粪中的重金属对环境的影响

1．1．1 猪粪中重金属的来源

1．1．2 重金属的形态及其有效性

1．1．3 猪粪中重金属的含量

1．2 猪粪产生的臭气对环境的影响

1．2．1 猪粪臭气的产生

1．2．2 猪粪中臭气的成分

1．2．3 猪粪中臭气对环境的危害

1．3．禽畜粪便堆肥化

1．3．1 堆肥的历史

1．3．2 堆肥的条件

1．3．3 禽畜粪便堆肥的原理和过程

1．3．4 堆肥腐熟度指标

1．4 课题研究的目的和意义

第二章 猪粪中重金属钝化效果研究

2．1 材料方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方案

2．1．3 实验仪器

2．1．4 测定方法

2．1．5 堆肥腐熟度评价

2．2 结果与分析

2．2．1 不同比例钝化剂对猪粪堆肥重金属总量的影响

2．2．2 不同比例钝化剂对猪粪堆肥重金属形态的分布影响

2．3 小结

第三章 堆肥发酵产品毒理性分析

3．1 材料方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方案

3．1．3 实验仪器

3．3．4 测定方法

3．2 结果与分析

3．2．1 不同钝化剂的发酵产品发芽率

3．2．2 不同钝化剂的发酵产品发芽指数

3．2．3 不同钝化剂的发酵产品主根长、侧根数、株高、鲜重

3．3 小结

第四章 猪粪除臭效果研究

4．1 材料方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 实验方案

4．1．3 实验仪器

4．1．4 测定方法

4．1．5 堆肥腐熟度评价

4．2 结果与分析

4．2．1 不同除臭方法的除臭效果

4．2．2 不同除臭方法的保氮效果

4．3 小结

第五章 结论与创新

5．1 结论

5．1．1 猪粪中重金属钝化效果研究

5．1．2 发酵产品毒理性分析

5．1．3 猪粪除臭效果研究

5．2 创新点

致谢

参考文献