[发明专利]不同季节多个奶牛场粪水处理全程样品中氮磷含量的快速预测方法

权利要求书

1.一种不同季节多个奶牛场粪水处理全程样品中氮磷含量的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取多家不同类型的规模化奶牛场(P₁、P₂、P₃…...P_m)，结合规模化奶牛场粪水处理工艺流程，于不同季节的多个时间(S₁、S₂、S₃…...S_n)在每个规模化奶牛场的粪水流经环节(F₁、F₂、F₃…...F_q)中分别采集粪水样品，其中所述粪水流经设施从牛舍内和挤奶车间粪水的收储设施开始，到粪水还田前的末级贮存设施为止，遍及收集池、集粪沟、集污池、分离池、调节池、沉淀池、贮存池和氧化塘在内的所有粪水流经设施，所述不同类型包括不同饲养方式、养殖规模、牛群配比、清粪方式、粪水处理工艺；

(2)利用近红外光谱仪分别采集步骤(1)所有样品的近红外漫反射光谱得到的各粪水样品的近红外漫反射光谱矩阵X(P_i，S_j，F_k)，其中i＝1～m，j＝1～n，k＝1～q；

(3)通过标准测定方法，分别检测每个粪水样品的总氮含量和总磷含量；(4)对步骤(2)、(3)中的异常样品进行剔除；优化近红外漫反射光谱预处理方法，并选取优选波段；(5)利用优化后的参数建立规模化奶牛场粪水处理全过程粪水样品的总氮和总磷含量定量分析模型：Y_N,P＝X(P_i，S_j，F_k)；

(6)在任一季节的任一时间，对任意一个上述规模化奶牛场的粪水处理过程中采集的未知粪水样品进行近红外漫反射光谱扫描，得到未知粪水样品的近红外漫反射光谱矩阵X^’(P_i，S_j，F_k)，将该光谱矩阵分别代入步骤(5)中的定量分析模型，得到该场未知粪水样品中的总氮和总磷含量Y’_N,P。

2.根据权利要求1所述的快速预测方法，其特征在于：在步骤(1)中，针对不同季节多个采用种养结合模式的规模化奶牛场的粪水流经全程，筛选粪水样品，这些奶牛场的共性特点包括：饲养品种均为中国荷斯坦奶牛，全群自繁自养，按照不同牛群生长阶段划分区域；所述收集池为奶厅废水收储设施，集粪沟为牛舍粪水汇集点，集污池为奶牛场所有粪水交汇点，分离池为固液筛分后的粪水暂存设施，调节池为进入沼气工程前匀浆调质的设施，沉淀池为厌氧发酵后分离沼液和沼渣的设施，贮存池和氧化塘为粪水还田前贮存用设施。

3.根据权利要求1所述的快速预测方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述采样方法为用自制的1L不锈钢材质提桶或500mL水舀在各设施采样点垂直液面下10～20cm处随机采集3个位点的水样，并在样品混合水桶中用水舀充分搅匀后取大约400mL置于集水瓶中，将集水瓶放置在装有冰袋的样品保温箱中，送回实验室即时检测。

4.根据权利要求1所述的快速预测方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述近红外光谱仪采用美国PerkinElmer公司的傅里叶变换近红外光谱仪，InGaAs检测器，扫描范围为4000～12000cm^-1。

5.根据权利要求1所述的快速预测方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述近红外漫反射光谱的测量方法为：将集水瓶中待测粪水样品充分摇匀后，用3mL一次性胶头滴管取集水瓶中部2～3mL样品装入样品杯中，并放置在积分球旋转样品台上，光谱扫描参数为：分辨率为8cm^-1，扫描间隔为2cm^-1，扫描次数64次。

6.根据权利要求1所述的快速预测方法，其特征在于：在步骤(3)中，检测粪水样品总氮含量的仪器为全自动凯氏定氮仪，检测总磷含量的仪器为可见光分光光度计。