[0001] 本发明属于有机固废资源环境污染控制领域，具体涉及一种同时降低畜禽粪便堆肥过程硫化氢和氨气释放量的方法。

[0002] 目前，国内畜禽养殖主要以规模化、集约化的商品养殖为主。随着集约化养殖的迅速发展，大量禽畜废弃物直接排放入农业系统中，会带来生态环境极度恶化。因此，能够实现禽畜养殖废弃物的无害化、减量化及资源化处理，对建立友好生态环境有着重要的意义。畜禽粪便堆肥可以在无害化和减量化的基础上将其转化为相对稳定的农业肥料或改良剂，但畜禽粪便在堆肥过程中往往存在一些负面效应，包括恶臭气体的产生以及堆肥产物腐熟程度欠缺等弊端，极大的降低了堆肥产品的应用价值。相关研究表明，恶臭气体主要为硫化氢(H2S)和氨气(NH3)，在堆肥过程中，若大量H2S和NH3以气体形式排放到空气中不仅会造成有机肥中N、S元素的损失，导致堆肥产物腐肥力下降的问题，还会对生态环境造成二次污染。我国肉猪养殖规模庞大，产生的猪粪在有机固废中占比大，已然成为有机固废的主要来源之一，且猪粪中的有机质含量、含硫量、含氮量明显高于其他有机固废，造成的二次污染问题不容小觑。综上所述，抑制猪粪好氧堆肥过程中恶臭气体的排放对于保护生态环境、提高畜禽粪便资源化利用率均有重要意义。

[0003] 综合以往报道，目前针对堆肥中的硫化氢、氨气源头减排问题，一方面可以调节物料配比、曝气量、控制堆体初始含水率、初始pH等方法优化堆体内源参数，另一方面可以添加外源物质促进或抑制堆肥过程中相关的物理、化学、生物反应。在堆体各参数最适的前提下，耦合外源物质添加剂的选择是目前研究的重点，但由于硫化氢和氨气分别为酸性气体和碱性气体，常常需要根据两种气体的特性选择不同的物理、化学添加剂，分别解决硫化氢和氨气的排放问题。一般来说，要实现源头抑制硫化氢的生成主要通过添加氢氧化钠、氢氧化钙等碱性物质提高pH值，或者添加杀菌剂抑制堆肥系统中硫酸盐还原菌活性来实现；对于氨气的源头减排，常以过磷酸钙、磷酸、氯化钙和硫酸铝等酸性钙盐作为化学改良剂，同时降低pH和温度实现源头抑制氨气的生成。综上所述，两种恶臭气体的处理之间存在矛盾关系，在实际处理过程中需要分步进行，否则会出现此消彼长的风险。而在选择适宜的添加量时还需要考虑两方面因素势必会影响减排效果。此外，对于生物反应的调节，单一菌株的作用效果有限，鉴于堆肥环境的潜在复杂性和微生物群落的可变性，往往采用接种复合微生物菌剂，但是在应用时稳定性较差也成为生产中面临的一大难题。

[0004] 现有技术CN116041100A中公开了一种通过添加DL‑炔丙基甘氨酸降低堆肥中硫化氢释放量的方法，该方法对于降低硫化氢释放量能够达到较好的效果，但对于降低氨气释放量的作用不明显，并且，DL‑炔丙基甘氨酸属于一种生物抑制剂，它的加入可能会对环境产生额外的影响，此外，DL‑炔丙基甘氨酸的成本极高，每250毫克就需要427元，限制其产业化应用。

[0005] 本发明的目的是为了解决现有降低堆肥过程中臭气排放的方法不能同时处理硫化氢和氨气、以及现有生物处理方法效果有限、稳定性差、造价高，因而无法进行产业化应用的技术问题，而提供了一种同时降低畜禽粪便堆肥过程硫化氢和氨气释放量的方法。

[0006] 本发明的目的之一在于提供一种同时降低畜禽粪便堆肥过程硫化氢和氨气释放量的方法，在畜禽粪便堆肥过程中加入硝酸钾进行好氧发酵。

[0007] 进一步地限定，所述畜禽粪便包括猪粪。

[0008] 进一步地限定，硝酸钾的添加量为畜禽粪便质量的0.1‑0.2％。

[0009] 更进一步地限定，硝酸钾的添加量为畜禽粪便质量的0.15％。

[0010] 进一步地限定，堆肥过程中通过秸秆调节C/N。

[0011] 进一步地限定，发酵开始前调节堆肥初始C/N＝20‑30，含水率控制在50‑70％。

[0012] 更进一步地限定，所述C/N＝25，含水率控制在60％。

[0013] 进一步地限定，发酵过程中通气量为0.4‑0.6L/min，通气时间为2‑6h。

[0014] 更进一步地限定，发酵过程中通气量为0.5L/min，通气时间为4h。

[0015] 进一步地限定，堆肥终止的判断标准是：发芽指数超过80％，堆肥产品完全腐熟，堆肥停止。

[0016] 本发明的目的之二在于提供一种上述方法在降低畜禽粪便堆肥过程中氮、硫元素损失中的应用。

[0017] 本发明与现有技术相比具有的显著效果：

[0018] 本发明通过添加硝酸盐定向调控猪粪堆肥中氮转化进程和硫酸盐还原过程，通过‑ + +构建高NO3环境影响NH4转化途径，从源头削减NH4 以NH3形式释放、减少氮素损失。此外，建‑
立硫酸盐还原与硝酸盐还原之间的耦合机制，利用高NO3环境影响氮素转化的进程，抑制
2‑
SO4 还原能力，实现堆肥过程中硫化氢、氨气两种恶臭气体共减排。从源头上达到H2S、NH3同时高效抑制的效果，同时高效降低猪粪好氧发酵过程中H2S、NH3的释放量，减少氮、硫元素的损失，有效改善堆肥成品肥效。此外，硝酸钾作为一种化学试剂，不存在生物菌剂稳定性差的弊端，还能够解决两种恶臭气体化学性质的差异导致的处理操作复杂、技术成本高等问题。
附图说明

[0019] 图1为实施例1和对照组硫化氢的释放量(a)及累积释放量(b)；

[0020] 图2为实施例1和对照组氨气的释放量(a)及累积释放量(b)；

[0021] 图3为效果例1中猪粪堆肥过程中有机质含量变化。

[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0023] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。

[0024] 实施例1：本实施例选取有机固废猪粪进行试验，探究猪粪堆肥过程中硝酸钾抑制硫化氢和氨气生成的能力，具体过程如下：

[0025] (1)将新鲜猪粪(于2022年取自哈尔滨市香坊农场自然风干，去除猪粪中毛发等杂质，备用；选取秸秆作为碳源，裁剪秸秆至1‑2cm，备用；

[0026] (2)取1.8kg猪粪，利用秸秆进行配比调节堆肥初始物料的碳氮比(C/N，是总有机碳含量(％)与总氮含量(％)之比)为25；

[0027] (3)将2.7g硝酸钾溶于15mL水，然后均匀喷洒于猪粪表面，均匀混拌，调节初始含水率为60％，将混合好的物料放置发酵瓶中；

[0028] (4)堆肥过程中每天通气4h，通气量为0.5L/min，本次堆肥共持续35天，直至硫化氢释放量为0。堆肥过程中定期翻堆，补充水分。

[0029] 以不添加硝酸钾的常规猪粪堆肥作为空白对照，除不添加硝酸钾外，其他条件与实施例1相同。

[0030] 使用便携式硫化氢测量仪，每日定时测定并记录反应器中堆体硫化氢产量，计算不同处理组在堆肥期间产生的硫化氢累积量、累积产量降低率。实验结果见图1，本发明实施例1证明在猪粪堆肥过程中添加0.15％的硝酸钾可以显著降低每日硫化氢气体的释放量，堆肥35天后，相比于对照组，处理组(实施例1)35天累积硫化氢产量降低了55.05％，在猪粪堆肥中硝酸钾作用效果显著。

[0031] 使用便携式氨气测量仪，每日定时测定并记录反应器中堆体氨气产量，计算不同处理组在堆肥期间产生的氨气累积量、累积产量降低率。实验结果见图2，本实验例1证明添加0.15％的硝酸钾能够显著降低每日氨气气体的释放量，堆肥35天后，相比于对照组，处理组(实施例1)的累积氨气产量降低了61.86％。这表明硝酸钾的应用除了能够抑制硫化氢排放，还能抑制氨气排放，并且，对硫化氢和氨气均能达到较高的抑制效果，这有助于减少氮损失、提高堆肥固氮率。

[0032] 效果例1：硝酸钾在猪粪好氧堆肥过程改善堆肥产品有机质含量

[0033] (1)将新鲜猪粪(于2022年取自哈尔滨市香坊农村自然风干，去除猪粪中毛发等杂质，备用；选取秸秆作为碳源，裁剪秸秆至1‑2cm，备用；

[0034] (2)取1.8kg猪粪，利用秸秆进行配比调节堆肥初始物料的碳氮比(C/N，是总有机碳含量(％)与总氮含量(％)之比)为25；

[0035] (3)将2.7g硝酸钾溶于15mL水，然后均匀喷洒于猪粪表面，均匀混拌，将混合好的物料放置堆肥反应器中；

[0036] (4)堆肥过程中每天通气4h，通气量为0.5L/min，堆肥过程中定期翻堆，补充水分。根据堆肥温度的变化，在堆肥的第0、4、7、10、14、25、50天采用五点采样法取样，每个处理组取等量样品，分别代表升温期、高温期、降温期和腐熟期样品。

[0037] 分别测定样品有机质含量，将干燥的坩埚称重记为M0，取1.0g研磨过的干样于坩埚中并称重记为M1，将其置于马弗炉中550℃灼烧6小时至恒重，待冷却到室温后对灼烧后的样品及坩埚称重记为M2。计算公式如下：

[0038]

[0039] 实验结果见图3，本实验例证明硝酸钾的应用还能显著降低有机质的损失，堆肥50天后，相比于对照组，处理组的有机质含量升高率为3.67％。这表明硝酸钾的应用除了能够同时抑制硫化氢、氨气排放，还能提高生物固碳能力，有助于减少二氧化碳排放量、提高堆肥固碳率。

[0040] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。