[发明专利]一种减少易腐垃圾堆肥过程中氮素损失的新方法

说明书

本发明公开了一种减少易腐垃圾堆肥过程中氮素损失的新方法；本发明的新方法中800℃高温下制备的生物炭能够较好地吸附铵根离子，从而降低堆肥过程中NH₄⁺的挥发，并促进保氮过程；生物炭中掺杂了一定的铁离子，在堆肥过程中加入铁基生物炭，可以促进好氧生物反映过程中过氧化氢酶的生成；生物质炭吸附堆体中的NH₄⁺，抑制NH₄⁺的溶解，阻止氢氧根离子的形成，从而有效地降低堆肥pH值的增加幅度；生物炭除了改善堆肥过程中氮素的排放，在堆肥结束后，与堆肥后腐熟物质施入土壤后还能有效地降低土壤容重、增加孔隙度，从而提高土壤的持水能力，改善田间气候和调节田间持水率，也可以改善土壤的结构，使土壤松散，稳固土壤三相比例以及提高土壤pH值。

技术领域

本发明涉及一种减少氮素损失的新方法，特别涉及一种减少易腐垃圾堆肥过程中氮素损失的新方法，属于易腐垃圾堆肥技术领域。

背景技术

近年来，随着人口爆炸式增长，城市化进程不断加快，城市生活垃圾的产量日益增多，城市生活垃圾组分也随着消费结构的改变发生了相应变化。但仍表现为有机物含量高、含水量大以及混合收集的垃圾热值低等显著特点。据统计，易腐性有机垃圾在城市生活垃圾中所占的比重高达70％。与国外相比，中国重盐重油的饮食习惯使得国内易腐垃圾含水率高、盐分高、有机物含量高。处理不当滋生病菌，不仅易污染土壤，威胁地下水安全和影响大气环境，更易威胁人体健康；因此如何安全、快速、稳定的处理处置餐厨垃圾等易腐垃圾是我国经济保持可持续健康发展所要解决的重要问题。

堆肥是在人为控制通气量、温度和湿度等条件的情况下，通过自然界中广泛存在的细菌、真菌、放线菌等微生物，促进生物降解性大的有机物向稳定的腐殖质转化，并在高温过程中杀灭病原体的过程；对易腐垃圾进行堆肥处理，具有技术成熟、基建和运行成本低，且最终产物为堆肥物料，可作为有机肥料或覆土材料，实现资源的回收；然而好氧堆肥工艺用于易腐垃圾处理存在一些问题，如堆肥时间较长处理能力不高、有毒有害重金属威胁依然存在、氮元素流失等。其中氮素流失的现象尤为严重。氮素流失不仅带来恶臭气味，影响周围环境，引发社会关注，更是产生了二次污染，加重了氨排放。

氨气是大气环境中含量最为丰富的碱性气体，在生态系统和大气环境中起到着重要的作用。氨气能与大气中SOx、NOx等酸性物质反应，形成雾霾颗粒中最主要的两种铵盐，即(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃；在PM2.5的二次生成颗粒物中，铵盐的比例高达30％-40％，而在重污染天气中，(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃的质量总和约占PM 2.5的40％-60％，越严重的污染天气，比例越高。因此研究如何控制氨气排放是当下中国控霾行动的重要一步。据统计，好氧堆肥的氮素损失高达77％，其中氨挥发导致的氮素损失可达43-71％，N₂O排放占氮损失的10％左右。堆肥过程中产生的高浓度NH₃不仅造成了严重的氮损失，还会污染环境、危及人类健康。减少堆肥过程氨气的排放不仅可有效解决有机物的环境污染和温室气体排放问题，并且提高堆肥产品的氮素含量能够改良土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长。