有机肥原料发酵腐熟度评价的化学指标

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有机肥原料发酵腐熟度评价的化学指标

2023-12-16 06:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

在发酵过程中类脂物也是一类比较难降解的物质,Diaz等利用农业粪便垃圾和碎纸的混合物进行堆肥试验,分别采用乙醚(DEE)和氯仿(CHCL3)萃取堆肥中的类脂物。DEE萃取的类脂是易于降解的低分子量直链和支链烷烃链烯酸和链烷酸等;CHCL3萃取的类脂是不易降解的高分子链烷化合物及少量酚类和芳香类化合物。

3、氮成分变化

虽然发酵过程是有机物的生化降解过程,但也伴随着明显的硝化反应。有机物的含氮成分降解产生氨气,释放的氨气或被微生物同化吸收,或由固氮微生物氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,或是逸入大气(氮损失)。垃圾中氮的含量相对较低,产生的氨气多被微生物吸收利用,氮的损失较少,而污泥中氮的成分较多,存在氮的损失问题。在发酵后期,部分氨气被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐,因此判断堆肥是否腐熟也可依据亚硝酸盐或硝酸盐的存在情况硝酸盐是评价鸡粪有机肥腐熟度的简单而有力的参数,具有较好的实用价值不受原料种类的影响,堆前N03-N含量太少,堆后MH4+_N含量太少,为评价畜禽粪便鸡粪有机肥的腐熟提供了一个尺度,可作为畜禽废物鸡粪有机肥的优选指标。

4、与腐殖化过程有关的参数由于发酵过程中伴髓着腐殖化过程,对各腐殖化参数变化的研究也是评价腐熟度的重要方法。

(1) CEC(阳离子交换容量)随腐殖化过程的进行,CEC值一般逐渐增加垃圾发酵过程中,CEC值从初始的40cmol/kg有机质上升到堆肥结束后的BOcmol/kg有机质,当CEC-60cmol/kg有机质(以灰分计)且C/N(水相)值小于6时,可以认为鸡粪有机肥达到腐熟。但是对于不同鸡粪有机肥料的发酵过程,由于原料的不同,腐熟鸡粪有机肥的CEC值变化范围很大,在41 4-123cnrol/kg有机质之间。而且.对某些鸡粪有机肥原料初始CEC值就大于60cmol/kg的有机质,显然不太适合。因此,判断鸡粪有机肥是否腐熟时要将CEC值和其他指标结合起来使用。不同类型的原料堆腐210天后,CEC/TOC(阳离子交换量与总有机碳之比)值均从1 2-2 4升到3 5-4 2之间。所以,CEC/TOC可以作为判断供试材料腐熟的指标,但是它也受到鸡粪有机肥原料及发酵过程的影响。

(2)腐殖化参数腐殖质是土壤有机质中最重要的组分,它对土壤生态环境、团粒结构及肥力和植物生长均有影响。按照鸡粪有机肥在酸、碱中的溶解性质,可将其中的腐殖质划分为:腐殖质HS,腐殖酸HA,富里酸FA,富里部分FF及非腐殖质成分rfHF,通常以含碳量来表示它们含量的多少。在鸡粪有机肥原料中HA含量低,FA含量多,但随着发酵过程的进行,二者的含量发生显著变化,HA含量增加,FA含量在发酵过程中下降。一般来说,可通过以下参数来表示有机质的腐殖化程度:腐殖化指数(HI-HA/FA)、腐殖化率(HR-HA/FF.FF-FA+NHF)、胡敏酸的百分含量(HP=HA×1OO/HS)及腐殖化度DH%- (CHA+CFA)九’EC×1OO%.

城市垃圾堆肥的腐殖质物质含量适合以腐殖化指数(Hl)为指标,并且以CnA/CFA表示的HI与C/N比显示出了很好的相关性(户-0.01),经可靠性检验的数据表明:可以作为评价堆肥腐熟度的HI最小值是1.4。

腐殖化度(DH)是代表腐殖化程度的一个指标。Chefetz等得出下列公式:

DH%:(CHA+FA/TEC)×1OO%

其中TEC代表水溶态碳。从该公式定义的观点看,DH可以表达堆腐过程中腐殖酸的变化,通过计算腐殖酸占水溶性碳的比例来判断鸡粪有机肥的腐熟程度。但DH值受鸡粪有机肥湿度等条件以及原料的影响较大,对于确定和应用DH这个指标有很大的限制。

5、碳氮比的变化碳源是微生物利用的能源,氮源是微生物的营养物质,碳和氮的变化是鸡粪有机肥的基本特征之一。在发酵过程中,碳源被消耗,或降解为二氧化碳,或转化为腐殖质物质,而氨则以氨气的形式散失,被氧化为硝酸盐和亚硝酸盐或被由生物体同化吸收。

作的一个经典的参数,在腐熟的鸡粪有机肥产品中,C/N值在理论上应和腐殖质一样,约为10。一般情况下,C/N从最初的25-30或更高降低到15-20,表示堆肥已腐熟,达到稳定的程度。在鸡粪有机肥混合原料最初的C/N>25的情况下,可以很好地将固相C/N作为腐熟度指标,但不太适合鸡粪有机肥混合原料的C/N值较低的情况。C/N小于20只是鸡粪有机肥腐熟的必要条件,建议采用T-(终点C/N)/(初始C/N)评价腐熟度。当T值小于0 6时鸡粪有机肥达到腐熟。腐熟的鸡粪有机肥T值应在0 53-0 72或0 49-0 59。

(2)水溶性成分参数发酵反应是堆肥原料中的有机物在微生物的作用下发生生物化学转化过程,代谢发生在水溶相,因此对堆肥样品水萃取成分的变化进行检测更能反应鸡粪有机肥腐熟程度。主要的参数有水溶性有机质含量(vWrsc)、水溶性碳与水溶性氮的比值(WSC/WSN)、水溶性碳与水溶性氮的比值(WEC/WSN)、水溶性碳与总氮量的比值(WSC/TN)、水溶性碳与有机态氮的比值(WSC/Norg)。

由于水溶性有机质含量(WSC)与发酵时间的相关性非常显著,因此WSc也可作为一个指示堆肥稳定程度的合适参数。尽管发酵过程中原材料性质(如含较多水溶性有机质的活性污泥及城市垃圾)也会对水溶性有机质(WSC)的含量产生一定的影响,但是在所有腐熟的最后时期,水溶性有机质含量(WSC)的数值都以2.2g/L为上限,因此可以将水溶性有机质含量



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