專利名稱：：以過磷酸鈣為調理劑在雞糞的工廠化堆肥生產中減少氨氣釋放的應用方法
技術領域：
：本發明屬于肥料用調理劑
技術領域：
，具體涉及以過磷酸鈣為調理劑在雞糞的工廠化堆肥生產中減少氨氣釋放的應用方法。
背景技術：
：隨著集約化、規模化畜禽養殖業的迅速發展，大型現代化畜牧場、養殖廠不斷出現，隨之產生大量的畜禽廢棄物，雞糞等畜禽糞便的堆腐處理(其中尤以雞的糞便處理最難)是農業廢棄物減量化、無害化和資源化最便捷的處理方式之一，不僅能解決有機物的環境污染問題，同時還為農業生產提供優質有機肥，符合現代農業的可持續的發展方向。畜禽糞便中含氮物質多，碳氮比低，堆肥過程中會出現氨氣揮發，如果不采取措施防止氨氣的揮發，勢必會造成大量的氮素損失。另外，氨氣是堆肥產生臭氣的主要成分，臭氣的散發會導致大氣污染；雖然氨氣雖然不是畜禽糞便致臭的唯一物質，但氨氣釋放量與糞便中其它致臭物質的揮發高度相關，即減少氨氣釋放，可以減少糞便的惡臭。一般來說，堆肥過程中因氨氣釋放而損失的氮素總量占原有氮素總量的n一50%，并且，含氮量越高，氨氣釋放量就越大。所以控制堆肥過程中氨氣釋放是臭味控制和提高氮素保留率的關鍵所在。另外，由于堆肥原料的含磷量不足，所以堆肥產品中的磷素含量也普遍較低，應考慮在生產堆肥過程中適量補充磷素。防止堆肥過程中氨氣揮發的途徑可以從以下幾個方面來考慮1、適宜的堆肥工藝條件。在堆肥過程中，控制堆肥材料適宜的碳氮比、pH值、水分含量，并適當控制通風和攪拌等各種參數，將會有效的抑制氮素損失。2、在堆肥時添加具有吸附性的材料以防止氨氣揮發。如添加鋸末、樹皮等時，防止氨氣揮發的效果較好，在添加蛭石、沸石等無機性吸附材料時，吸附性則更強，抑制臭氣產生和氨氣揮發的效果越好。但是由于添加吸附材料要么碳氮比高，要么養分含量低或不含養分，往往會降低堆肥的養分含量或推遲堆肥的腐熟時間。3、利用化學法回收氨氣。將堆肥過程所散發出的氣體通入稀硫酸或磷酸來吸收氨，這種方法效果較好，但消耗大量硫酸或磷酸會增加堆肥生產成本。4、添加微生物菌劑降低氨氣的揮發。利用微生物菌劑的固氮作用減少氨氣的損失。盡管國內外在堆肥氨氣控制方面圍繞以上方法做了大量研究工作，但多數都是對產生的氨氣進行吸收，并沒有從根本上減少氨氣的釋放，未起到氮素固定的效果，目前在生產上推廣的效果并不是很好。過磷酸鈣又稱過磷酸石灰或普鈣。一般為白色或淺灰色粉末，也有顆粒狀的，它是由磷礦粉用酸處理而制成的，用磷礦粉生產過磷酸鈣的主要化學反應方程式為Cal0(PO4)6F2+7H2S04+3H20—3Ca(H2P04).H20+7CaS04+2HF過磷酸鈣的主要成分是水溶性的一水磷酸一鈣(Ca(H2P04》H20)和難溶于水的硫酸鈣(CaS04)二者分別占過磷酸鈣肥料的30—50%和40%，其中前者是過磷酸鈣的有效成分，另外過磷酸鈣還有2—4%的硫酸鐵、硫酸鋁，3.5—5.0%的游離酸(主要是磷酸和硫酸)。過磷酸鈣國家規定的質量標準為GB20413-2006，屬水溶性速效磷肥，可直接作磷肥，也可用于制復合肥料。
發明內容本發明的目的在于提供以過磷酸鈣為調理劑在雞糞的工廠化堆肥生產中減少氨氣釋放的應用方法，降低氮素損失和增加磷素，以克服現有技術的不足。本發明的技術方案是包括以下步驟a)混料將雞糞和粉碎為l-2cm的小段玉米干秸稈混合均勻形成堆肥材料，使其碳氮比為25:1，將商品磷肥過磷酸鈣均勻撒到上述堆肥材料中形成混合物，其用量為堆肥材料按干基計重的1一2%，在堆肥之前，僅施用一次；b)調水分將上述混合物投入固體發酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量為60%;C)堆肥在30天的堆肥的生產周期屮，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低于10%來調節通氣量，每120min攪拌l次，每次攪拌15-20min，攪拌轉速為10轉/min;d)出肥將完成堆肥的混合物從固體發酵罐倒出，得到工廠化堆肥產品，稱量、包裝出廠。本發明調理劑對氨氣的控制機理是堆肥初期，在高溫微生物的用下，大量有機物質被分解，有機態氮轉化成無機態氮，無機態氮在氨化細菌的作用下進一步轉成氨氣(NH3)，因此，氨氣釋放量的高峰期出現在堆肥的初期。而后，隨著微生物礦化作用減弱，有機態氮降解為無機氮的量減少，銨態氮含量下降。即使堆肥的pH值有所上升，但氨氣的產生量卻由于銨態氮含量下降而隨之減少；加之，銨態氮在硝化細菌的用下轉化成硝態氮，抑制了氨氣的產生。由此可見，堆肥過程中氨氣釋放的調控點在于堆肥的前期。所用作調理劑的過磷酸鈣肥料中除含有Ca(H2P04)2.H20(主要成分)、CaS04'H20(雜質)外，還含有一定量的磷酸、硫酸等游離酸，游離酸中的FT離子能夠與氨氣反應從而有利于氨氣的固定，抑制pH值升高，減少其向外界揮發與釋放。氨氣與H+離子反應方程式NH3+H+—NH4+。吉林農業大學有機肥課題組開展研究的結果與分析1、堆肥材料堆肥材料為雞糞和玉米秸稈。雞糞取自吉林省長春市凈月區十里鋪村蛋雞飼養場，玉米桔稈取自吉林農業大學實驗站的試驗田，粉碎為l-2cm左右的小段秸稈。堆肥材料基本性狀見表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2、堆肥設備上海保興生物設備工程有限公司生產的BIOTECH-30SS型固體發酵罐。3、堆肥方案將6.86kg雞糞(按干基計)和8.14kg玉米秸稈(按千基計)混合均勻(按此比例混合后的堆肥材料的碳氮比為25:1)，控制堆肥材料的初始水分含量為60%，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低于10%來調節通氣量，120min攪拌1次，每次攪拌20min，轉速為10轉/min。試驗設置對照組(不添加過磷酸鈣)、添加1%過磷酸鈣組和添加2%過磷酸鈣組共3個組別，分別在堆肥的0、1、2、3、5、7、10、15、20、25、30天測定氨氣的釋放量。4、技術指標的試驗方法全氮含量的測定NY/T53-1987的規定進行；全碳含量的測定NY/T85-1988的規定進行；全磷含量的測定NY/T88-1988的規定進行；全鉀含量的測定NY/T87-1988的規定進行；有效磷含量的測定NY/T148-19%的規定進行；水分的測定NY/T52-1987的規定進行。排放氣體中氧氣濃度的測定用CYES-II型02、C02氣體測定儀(上海市嘉定學聯儀表廠生產)測定。氧氣的測定方法采用2%硼酸連續吸收10小時，見圖l，以溴甲酚綠一甲基紅(0.099g溴甲酚綠和0.066g甲基紅溶于100ml乙醇中)作混合指示劑，0.01mol/L標準鹽酸滴定的方法。5、效果檢驗結果見圖2，縱坐標為氨氣釋放速率，單位為mg/hour，橫坐標為時間，單位為天；曲線1為對照組，曲線2為添加1%過磷酸鈣組，曲線3為添加2°/。過磷酸鈣組。圖2表明堆肥材料中加入過磷酸鈣調理劑之后，揮發性氨的揮發趨勢與無調理劑的對照處理一致。堆肥初期，隨著堆溫的上升，氨氣的揮發量迅速增加，最高峰出現在5天時，隨后隨著硝化作用和反硝化作用的進行以及堆肥溫度的逐漸下降，氨的揮發量降低。添加調理劑處理與對照相比，雖然氨氣揮發規律一致，但揮發強度明顯減弱，過磷酸鈣1%添加量、過磷酸鈣2%添加量與對照相比，氨氣最大揮發速率分別降低了14.2%和16.7%。對相同的堆肥材料在同一條件下進行堆肥，30天后測定3個處理堆肥產品中全氮及有效磷的含量，見表2。表2堆肥產品的養分含量分析(g^g—1)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表2中數據可知將過磷酸鈣投加到有機物料中，經堆肥處理后，相對于對照組，添加比例為1%時，全氮含量增加1.09glg"，增幅為7.36%;添加比例為2%時，全氮含量增加1.63g'kg"，增幅為11.0%，表明過磷酸鈣調理劑具有一定的保氮能力。有效磷含量，分別比對照組增加了0.72g，kg"(添加比例為1%處理)、1.44g'kg"(添加比例為2%處理)。由圖2可見，在堆肥的中后期，氨氣也仍然保持一定的釋放量，但釋放量很小，即堆肥過程中氨氣釋放主要集中在堆肥初期，因此，在堆肥前加入過磷酸鈣的效果會好于堆肥后期加入。本發明的積極效果在于適用于有機固體廢棄物的原位、易位堆肥，既能夠減少氨氣的揮發與釋放，起到固定氮素的作用，同時還能夠增加堆肥產品中的磷的含量，補充堆肥中磷素不足，具有起效快，成本低，無毒、不污染環境的特點。圖1是氨氣吸收示意圖。圖2是堆肥過程中氨氣釋放速率的變化曲線。具體實施例方式本發明下面將結合實施例作進一步詳述實施例l:a)混料將457kg雞糞(按干基計)和543kg(按干基計)粉碎為lcm的小段玉米干秸稈混合均勻形成堆肥材料，使其碳氮比為25:1，將將用量為堆肥材料按干基計重的1%即10kg商品磷肥過磷酸鈣均勻撒到上述堆肥材料中形成混合物，在堆肥之前，僅施用一次-,b)調水分將上述混合物投入固體發酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量為60%;C)堆肥在30天的堆肥的生產周期中，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低于10%來調節通氣量，每120min攪拌l次，每次攪拌15min，攪拌轉速為10轉/min;d)出肥將完成堆肥的混合物從固體發酵罐倒出，得到工廠化堆肥產品，稱量、包裝出廠。實施例2:a)混料將457kg雞糞(按干基計)和543kg(按干基計)粉碎為1.2cm的小段玉米干秸稈混合均勻形成堆肥材料，使其碳氮比為25:1，將用量為堆肥材料按干基計重的1.5%即15kg商品磷肥過磷酸鈣均勻撒到上述堆肥材料中形成混合物，在堆肥之前，僅施用一次-，b)調水分將上述混合物投入固體發酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量為60%;C)堆肥在30天的堆肥的生產周期中，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低于10%來調節通氣量，每120min攪拌l次，每次攪拌17.5min，攪拌轉速為10轉/min;d)出肥將完成堆肥的混合物從固體發酵罐倒出，得到工廠化堆肥產品，稱量、包裝出廠。實施例3:a)混料將457kg雞糞(按干基計)和543kg(按干基計)粉碎為1.2cm的小段玉米干秸稈混合均勻形成堆肥材料，使其碳氮比為25:1，將用量為堆肥材料按干基計重的2%即20kg商品磷肥過磷酸鈣均勻撒到上述堆肥材料中形成混合物，作為處理組，在堆肥之前，僅施用一次；與此同時，設立對照組，另將457kg雞糞(按干基計)和543kg(按干基計)混合均勻形成混合物，而不加商品磷肥過磷酸鈣；b)調水分將上述混合物投入固體發酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量為60%;C)堆肥在30天的堆肥的生產周期中，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低于10%來調節通氣量，每120min攪拌l次，每次攪拌20min，攪拌轉速為10轉/min;按照上述"堆肥方案"中的要求對處理組和對照組進行好氧堆肥處理。分別在第5天和10天測定氨氣的釋放量。氨氣釋放情況見表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表3可見，在按其釋放較為集中的堆肥初期，添加過磷酸鈣使氨氣釋放量減少了16.0%(5天)和34.6%(10天)，因此，本方法對于氨氣釋放的控制效果明顯；d)出肥將完成堆肥的混合物從固體發酵罐倒出，得到工廠化堆肥產品，稱量、包裝出J、測定處理組和對照組堆肥產品中全氮含量分別為16.21g4cg—1(添加磷酸鈣處理組)、13.60g'kg'1(對照組)，表明添加過磷酸鈣能夠抑制堆肥過程中的氮素的損失，從而增加堆肥產品中氮素的含量。權利要求1、以過磷酸鈣為調理劑在雞糞的工廠化堆肥生產中減少氨氣釋放的應用方法，其特征是包括以下步驟a)混料將雞糞和粉碎為1-2cm的小段玉米干秸稈混合均勻形成堆肥材料，使其碳氮比為25∶1，將商品磷肥過磷酸鈣均勻撒到上述堆肥材料中形成混合物，其用量為堆肥材料按干基計重的1-2％，在堆肥之前，僅施用一次；b)調水分將上述混合物投入固體發酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量為60％；c)堆肥在30天的堆肥的生產周期中，強制通風，以排放氣體中氧氣濃度不低于10％來調節通氣量，每120min攪拌1次，每次攪拌15-20min，攪拌轉速為10轉/min；d)出肥將完成堆肥的混合物從固體發酵罐倒出，得到工廠化堆肥產品，稱量、包裝出廠。全文摘要以過磷酸鈣為調理劑在雞糞的工廠化堆肥生產中減少氨氣釋放的應用方法，屬于肥料用調理劑
技術領域：
。本發明包括以下步驟a)混料將雞糞和玉米干秸稈按碳氮比為25∶1混合成堆肥材料，將過磷酸鈣按堆肥材料干基計重的1-2％用量勻撒到其中；b)調水分投入固體發酵罐中，控制初始水分含量為60％；c)堆肥以排放氣體中氧氣濃度不低于10％來調節通風量，每120min攪拌1次，每次攪拌15-20min，攪拌轉速為10轉/min；d)出肥從罐中倒出，稱量、包裝出廠。本發明適用于原位、易位堆肥，既能減少氨氣的揮發與釋放，起到固定氮素的作用，還能增加磷含量，補充磷素不足，具有起效快，成本低，無毒、不污染環境的特點。文檔編號C05F17/00GK101613223SQ20091006725公開日2009年12月30日申請日期2009年7月7日優先權日2009年7月7日發明者王玉軍,森竇申請人:吉林農業大學