污泥堆肥過程中N2O形成與釋放影響因素及減排機制研究

《污泥堆肥過程中N2O形成與釋放影響因素及減排機制研究》是依託同濟大學，由牛冬傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：污泥堆肥過程中N2O形成與釋放影響因素及減排機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：牛冬傑
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

污泥堆肥過程中N2O的釋放是各國最主要N2O排放源之一，本項目擬針對生物污水廠污泥堆肥工藝過程中N2O產生的影響因素及釋放機制不清楚、相關溫室氣體核算參數缺失、N2O的減排方法不完善等問題，擬針對國內3-5個生活污水污泥堆肥工藝開展各階段N2O排放監測，獲取實測數據；借鑑土壤中N2O 產生和排放的經驗與方法，在實驗室條件下套用穩定同位素標記法和優先點位值分析法，對污泥好氧堆肥過程氮素遷移轉化方式和 N2O 產生機理進行系統研究，利用現代分子生物學方法，研究堆肥中硝化與反硝化微生物的群落變化及其與N2O排放的關係，力圖揭示污泥堆肥過程中N2O的形成機制和主要影響因素。最後通過實驗室研究，獲取堆肥物料配比、供氧方式和時機、添加劑添加方法等N2O減排控制方法，並提出我國的污泥堆肥過程中N2O釋放係數的合理範圍。為我國污泥堆肥過程中氧化亞氮的核算和減排提供基礎數據。

結題摘要

好氧堆肥是我國污泥處理處置的主要技術路線之一。污泥好氧堆肥過程伴隨著氧化亞氮的排放，已經成為全球N2O的潛在來源。本項目針對生活污水處理廠污泥堆肥工藝過程中N2O產生影響因素及釋放機制不清楚、相關溫室氣體核算參數缺失的問題。在國內2個污泥堆肥廠進行了N2O的排放監測，數據表明：倉式工藝中，夏季N2O的釋放集中於腐熟堆垛區，取樣通量分別達到 47.1~863.2 mg N2O-N/ (m2·d)和611.3~890.6 mg N2O-N/ (m2·d)，一次堆肥期僅監測到極低的N2O釋放。並利用15N同位素比率值方法（δ15N）對N2O的產生機理進行初步探討。同時利用PCR-DGGE、螢光定量PCR等現代分子微生物學技術，研究堆肥過程中微生物群落的變化及其與N2O釋放的關係。在堆肥前期硝化螺旋菌的數量均要明顯多於亞硝化侏儒菌，而在堆肥後期亞硝化侏儒菌則成為優勢菌群。堆肥10天后，兩個對照組中硝化螺旋菌的數量均達到峰值；亞硝化侏儒菌數量則在第18天時達到峰值，分別為9.1×109個/g和9.0×109個/g。堆肥初期硝化作用主要貢獻了N2O的釋放；而在堆肥腐熟期，亞硝化侏儒菌的數量較多說明此時反硝化作用主要貢獻了N2O的釋放。添加生物炭可以促進泥堆肥過程中N2O的減排。