好氧堆肥是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物無害化、減量化、資源化利用相對(duì)簡(jiǎn)單且對(duì)環(huán)境友好的有效方法。腐熟的堆肥產(chǎn)品可作為土壤改良劑，用于改善土壤的理化性狀；也可作為營(yíng)養(yǎng)豐富的有機(jī)肥料，用于促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。但是傳統(tǒng)的堆肥方法堆肥周期漫長(zhǎng)，通常需要幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，造成堆肥效率低；同時(shí)堆肥過程中氮營(yíng)養(yǎng)素以氨氣（NH3）形式大量揮發(fā)，從而削減了堆肥產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
為解決上述堆肥技術(shù)存在的問題，青島能源所郭榮波研究員帶領(lǐng)的工業(yè)生物燃?xì)庋芯拷M提出了通過向堆體中添加納微孔材料來促進(jìn)堆肥進(jìn)程，改善堆肥品質(zhì)的方法。納微孔材料作為填充劑加入堆肥原料，可以改善堆體的氣質(zhì)交換能力，有利于微生物的生長(zhǎng)和繁殖，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)降解；同時(shí)多孔的物理吸附性能以及表面官能團(tuán)的化學(xué)吸附性能可以有效吸附氨根（NH4+-N）和NH3，減少堆肥過程氮營(yíng)養(yǎng)素的損失。研究人員將多孔性好的廉價(jià)可回收材料陶粒，用于禽畜糞便的連續(xù)高溫堆肥，研究了回收利用陶粒對(duì)堆肥過程理化性質(zhì)的影響，闡明了多孔陶粒在堆肥過程的循環(huán)作用機(jī)理。該研究成果已發(fā)表在上 Journal of Cleaner Production。
研究結(jié)果表明，連續(xù)高溫好氧堆肥過程中，多孔陶粒的添加可以促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的降解，減少NH3的揮發(fā)。并且，堆肥效果隨著多孔陶粒循環(huán)利用次數(shù)的增加而增加。與首次使用的陶粒相比，隨著陶粒循環(huán)次數(shù)到3個(gè)循環(huán)，有機(jī)質(zhì)降解率由37.8%提高到41.0%，各組的呼吸速率和CO2產(chǎn)生量也相應(yīng)提高，累積CO2產(chǎn)生量由113.62增加到124.01mg/g干重，累積NH3減少量從8%提高到21%，發(fā)芽指數(shù)從102.6%提高到128.9%。電鏡圖和紅外光譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著陶粒循環(huán)利用次數(shù)的增加，其表面微生物附著量和含氧活性官能團(tuán)含量顯著增加。本研究不僅提出了一種新的價(jià)格相對(duì)便宜且可回收利用的多孔堆肥添加劑，大大節(jié)約了堆肥成本；還揭示了多孔陶粒在堆肥過程中促進(jìn)有機(jī)質(zhì)降解、減少NH3揮發(fā)的作用機(jī)制，為改善堆肥工藝提供了技術(shù)和理論支持。
上述工作得到中國(guó)科學(xué)院潔凈能源先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中科院科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化重點(diǎn)專項(xiàng)、山東省能源生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助（文/圖 李旭）
Effects of recyclable ceramsite as the porous bulking agent during the continuous thermophilic composting of dairy manure
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.148
