污泥堆肥过程中氮素损失机理及保氮技术_周少奇

土壤(Soils),2003,35(6):481~484污泥堆肥过程中氮素损失机理及保氮技术①周少奇李端（华南理工大学环境科学与工程系广州510640）摘要堆肥化是污泥处置中的一种有效的资源回用方法，但是在堆肥化过程中N的损失可大大降低堆肥的农用价值，进而限制了污泥堆肥的使用。本文对污泥堆肥化过程中，N素的转变与损失机理采用生化反应电子计量学进行了探讨，并且讨论了固定N源、降低N素损失、提高堆肥农用价值的方法。关键词堆肥；N；鸟粪石分类号X7随着我国公众环境意识的加强，城市污水处理力度将逐渐加大，而污水处理的传统活性污泥法必将产生大量的污泥。一般城市污水处理厂所产生的污泥约为处理水的体积的0.5%左右，但两者的处理费用基本相当，因此污泥的最终处置将直接牵制到污水处理场的正常运行[1]。由于污泥中含有丰富的N、P、K等营养元素，因此污泥经过堆肥化后，其产品是优良的土壤调节剂,可用于土壤修复和改良。污泥中N的含量是确定它们的农用价值最重要的参数之一，但是在堆肥过程中，初始堆料大约20%～70％[2]的N素会损失掉，而致使堆肥肥力减小，极大影响堆肥的农用价值。1氮素的转变与损失的生化反应机理自然界，N的循环包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固N作用。同样的，堆肥过程中N素的转化主要包括两方面：N素的固定和释放。通常堆肥结束后，N素都有一定的损失，这主要是由于有机N的矿化和持续性N的挥发以及NO3--N的可能反硝化。1.1N素的损失现象、形式堆肥过程一般有3个阶段，堆肥初始阶段；高温发酵阶段；低温腐熟保肥阶段，以下按照各个阶段分别介绍。1.1.1堆肥初始阶段堆肥开始后，在微生物的作用下，有机质(OM)矿化成简单的蛋白质，并放出NH3。Sànchez-MonederoMA[3]研究发现，NT和Norg随着反应的进行，含量略有上升（因为OM矿化、重量损失、导致NT、Norg浓度变化），但是，NH4+-N，NO3--N变化很大，在堆肥化开始的1周内，在OM降解最剧烈时，NH4+-N达到最大浓度（Norg矿化产生NH4+-N），其后含量逐渐减少。大量反应产生的NH4+-N可能暂时抑制微生物活动的发展，使微生物活动增长变慢，并且随着可供降解的OM的减少，OM的降解速度也逐渐减小。在堆肥大约4天后，部分NH4+-N经硝化作用，生成NO3--N。事实上，在整个堆肥化阶段，硝酸盐一直呈