电场促进畜禽粪便好氧堆肥中DOM演化的光谱学研究

摘要：

好氧堆肥是畜禽粪便处置和资源化利用的主要途径.传统好氧堆肥(CAC)技术存在堆体温度低、发酵周期长、腐熟效果差等缺陷.最近研究发现,电场辅助好氧堆肥(EAAC)可快速促进堆肥腐熟,缩短堆肥周期,减少温室气体排放,具有潜在的应用前景.然而,电场促进堆肥过程中水溶性有机物(DOM)演化及腐殖化过程尚未清晰.基于此,本文采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM)等多种光谱技术分析了 EAAC过程中DOM的演变规律.UV-Vis与3D-EEM分析表明,EAAC过程中,蛋白类物质在3 d内几乎被完全分解,富里酸和腐殖酸类物质在高温期(6～18 d)大量形成.EAAC的腐殖化指数(HI = HA/FA)高于CAC,E4/E6低于CAC,说明堆肥过程中DOM芳香化和腐殖化的速度与程度均优于CAC.FTIR分析显示,EAAC过程中DOM的碳水化合物、脂肪类物质逐渐减少,芳香族化合物不断增加,其腐殖化趋势明显比CAC更快.相关性分析显示,PⅤ,n/PⅢ,n与A240～400、SUVA254、E253/E220等UV-Vis光谱指标呈显著正相关(r＞0.8,p＜0.05),可以作为评价EAAC腐熟度的重要指标.上述结果表明,电场辅助好氧堆肥可加速DOM中蛋白类物质分解,加快富里酸和腐殖酸类物质形成,促进DOM结构的芳香化.

关键词：畜禽粪便、电场辅助好氧堆肥、DOM、腐熟度、光谱分析

所属期刊栏目：41

分类号：X705(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金面上项目;福建省科技计划农业引导性重点项目

在线出版日期：2021-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1465-1477