近日，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所劉超翔團(tuán)隊在畜禽固液廢棄物協(xié)同堆肥方面取得重要進(jìn)展，研究成果以Effects of bulking material types on water consumption and pollutant degradation in composting process with controlled addition of different liquid manures為題發(fā)表在Bioresource Technology上。該項工作系統(tǒng)的分析了在糞便堆肥過程中畜禽液體糞污的控制添加方法以及畜禽液體糞污的控制性添加對固體糞便堆肥過程、腐熟堆肥質(zhì)量、滲濾液產(chǎn)生和液體糞污消納效果的影響。

好氧堆肥（Aerobic compost）是畜禽固體糞便資源化處置的重要技術(shù)之一。從本質(zhì)上來說，好氧堆肥是功能微生物對有機污染物的降解過程。堆肥過程中，有機污染物因微生物降解而產(chǎn)生能量，促進(jìn)堆體溫度升高。在高溫階段（溫度>50℃），微生物發(fā)酵加速，高溫可以殺滅病原菌和雜草種子，但是也加劇了水分的蒸發(fā)損失。適量的水分蒸發(fā)可以散發(fā)堆體熱量，平衡堆體溫度，對于堆肥的成功運行至關(guān)重要。但是不加控制或過量的水分蒸發(fā)（超過適宜水分范圍50 - 60%）會破壞微生物發(fā)酵的水分環(huán)境，從而抑制微生物活動和降低微生物的降解速率。堆肥過程中，輔料的多孔性和吸水性也會加快堆體中水分的消納速率。因此，堆肥過程中，對堆體的水分進(jìn)行補充和控制，以保持微生物活動合適的含水率顯得尤為必要。然而以畜禽廢水為補充水而進(jìn)行固體糞便堆肥的水分補充是條可行途徑，同時是實現(xiàn)固液糞污協(xié)同消納的有效方式。目前，固體糞污堆肥中液體糞污的添加大多是隨意的和不系統(tǒng)的，過量的水分添加不僅會破壞適宜微生物降解的水分環(huán)境，降低堆肥效率，而且會產(chǎn)生大量的滲濾液，造成二次污染。因此，探索一個系統(tǒng)的液體糞污控制添加方法，來維持固體糞便高溫堆肥的適宜水分環(huán)境和減少滲濾液產(chǎn)生，對畜禽固液糞污協(xié)同快速堆肥的實現(xiàn)有重要意義。

該工作以堆體重量、實際含水率和基準(zhǔn)含水率（65%）構(gòu)建液體糞污控制添加量模型，同時以液體糞污豬原糞水（SE）和沼液水（BS）為補充水，以玉米芯（corncob）和稻殼（rice husk）為堆肥輔料，考察不同液體糞污的控制性添加對基于不同輔料的堆體堆肥過程、有機質(zhì)降解、腐熟堆肥質(zhì)量、滲濾液產(chǎn)生和液體糞污消納效果的影響。結(jié)果表明，基于堆體重量、實際含水率和基準(zhǔn)含水率（65%）的液體糞污控制性添加方法有利于提高固體糞便的堆肥效率、降低滲濾液的產(chǎn)生量和改善腐熟堆肥肥料的營養(yǎng)成分濃度。同時，研究發(fā)現(xiàn)在固液糞污控制性協(xié)同堆肥過程中，具有較高生物可降解碳的輔料和較高有機污染物濃度的畜禽液體糞污更有利于促進(jìn)生物熱的產(chǎn)生，從而更有利于促進(jìn)堆體中水分的蒸發(fā)、改善堆體對液體糞污消納效果、提高有機質(zhì)降解速率和腐熟堆肥的營養(yǎng)成分濃度。但是，本研究認(rèn)為在保證固糞堆體堆肥效率的同時，如何進(jìn)一步提高堆體對畜禽液體糞污的消納量是促進(jìn)固液糞污協(xié)同堆肥工程化應(yīng)用的重要研究內(nèi)容。本研究豐富了畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處置方式，可為畜禽固液廢棄物協(xié)同消納技術(shù)的深入研究和工程化應(yīng)用探索提供理論指導(dǎo)。該項研究的第一作者是博士生范洪勇，通訊作者是劉超翔研究員，研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃和福建省科技廳STS等項目的支持。

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