一种降低堆肥中硫化氢释放量的方法

本发明属于有机固废资源环境污染控制领域，具体涉及一种降低猪粪堆肥过程硫化氢释放量的方法。

背景技术：

1、随着经济的飞速增长，人们对能源和食品的需求量逐渐提高，伴随着我国农业水平的不断发展，导致种植废弃物及畜禽粪便等有机固废的排放量日益增多。我国需进一步加强畜禽粪便、秸秆等有机固废资源化利用及农业污染资源综合治理。目前常采用好氧堆肥的方式处理有机固废，堆肥产品可作为肥料，同时堆肥产品富含腐殖酸，具有促进土壤固粒结构形成、改善土壤种植能力、提高作物产量等作用，能够实现有机固废资源再利用的目的。然而，好氧堆肥过程会伴随挥发性污染物如硫化氢的释放，极易造成二次污染。猪粪占据有机固废数量的绝大部分，而由于其基数较大，且含硫量相比其他有机固废明显升高，研究证实猪粪好氧堆肥已然成为硫化氢空气污染的主要产生途径之一。因此，控制猪粪好氧堆肥过程硫化氢气体的排放、改善好氧发酵的生态坏境迫在眉睫。

2、生物体中h2s生成系统主要以l-半胱氨酸为底物，在裂解酶(如3-巯基丙酮酸硫基转移酶)的催化下，产生内源性h2s，其对于提升生物体抗氧化能力、对抗不良生境条件的毒害和胁迫具有重要作用，该途径常发生在抗生素胁迫条件下。在抗生素胁迫下，内源性h2s生成能够增强病原菌对抗生素的耐性，大大抑制了抗生素的杀菌作用。先前学者们主要针对动、植物细胞施加3-巯基丙酮酸硫基转移酶的抑制剂dl-炔丙基甘氨酸(pag)来抑制硫化氢的产生，在微生物中的应用也主要针对大肠杆菌等单菌中。然而，酶抑制剂dl-炔丙基甘氨酸在堆肥复杂微生物群落的作用尚不明确，尤其是堆肥骤变的温度胁迫条件，而非专一的抗生素胁迫条件。

3、以往研究表明，堆肥过程硫化氢排放发生在堆肥前期(即升温期和高温期)，其产生主要是堆体中微生物参与的硫酸盐还原过程，但除此之外，堆肥微生物在应对堆肥温度胁迫时，由半胱氨酸转化生成的内源性硫化氢也是堆肥硫化氢污染的重要来源。目前常采用生物过滤、铁螯合溶液吸附等方式去除已生成的硫化氢气体，不能从根本解决堆肥硫化氢污染问题，即“治标不治本”，不仅造成人力、物力资源的浪费，也无法从根源改善环境污染的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决在堆肥的过程中如何从根本上抑制硫化氢的产生。

2、本发明的提供一种降低堆肥中硫化氢释放量的方法，在堆肥过程中加入dl-炔丙基甘氨酸进行发酵反应。

3、进一步地限定，dl-炔丙基甘氨酸加入的量占堆肥物料的质量比例是0.02％。

4、进一步地限定，所述堆肥物料为易造成硫化氢污染的畜禽粪便猪粪。

5、进一步地限定，堆肥的方法是选取粪便进行好氧堆肥，取秸秆作为碳源，调节c/n进行发酵。

6、进一步地限定，所述粪便是鸡粪或者猪粪。

7、进一步地限定，发酵开始前调节堆肥初始c/n＝25，含水率控制在60％。

8、进一步地限定，所述c/n＝20～30。

9、进一步地限定，发酵反应的通气量保持在0.5l/min，通气时间为2-4个小时。

10、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。

11、本发明提供一种上述的方法在抑制硫化氢产生中的应用。

12、有益效果：通过定向调控堆肥微生物代谢来抑制硫化氢生成，即抑制堆肥微生物利用半胱氨酸转化合成硫化氢的途径，从而源头抑制硫化氢生成，降低猪粪好氧发酵硫化氢的释放量。dl-炔丙基甘氨酸(pag)是微生物利用半胱氨酸转化为硫化氢途径中关键酶3-巯基丙酮酸硫基转移酶(3-mst)的抑制剂，该方法基于抑制剂dl-炔丙基甘氨酸在猪粪堆肥过程中的应用，实现从源头抑制猪粪好氧堆肥硫化氢生成、释放，改善环境污染。

技术特征：

1.一种降低堆肥中硫化氢释放量的方法，其特征在于，在堆肥过程中加入dl-炔丙基甘氨酸进行发酵反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，dl-炔丙基甘氨酸加入的量占堆肥物料的质量比例是0.02％。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述堆肥物料为易造成硫化氢污染的畜禽粪便猪粪。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，堆肥的方法是选取粪便进行好氧堆肥，取秸秆作为碳源，调节c/n比进行发酵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述粪便是鸡粪或者猪粪。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，发酵开始前调节堆肥初始c/n＝20～30，含水率控制在60％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述c/n＝25。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵反应的通气量保持在0.5l/min，通气时间为2-4个小时。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，堆肥终止的判断标准是：发芽指数超过80％时堆肥产品完全腐熟，堆肥停止。

10.权利要求1-9任一项所述的方法在抑制硫化氢产生中的应用。

技术总结
本发明公开一种降低堆肥中硫化氢释放量的方法，属于有机固废资源环境污染控制领域。为了如何堆肥的过程中从根本上抑制硫化氢的产生，本发明提供一种降低堆肥中硫化氢释放量的方法，在堆肥过程中加入DL‑炔丙基甘氨酸进行发酵反应。本发明基于抑制剂DL‑炔丙基甘氨酸在猪粪堆肥过程中的应用，实现从源头抑制猪粪好氧堆肥硫化氢生成、释放，改善环境污染。

技术研发人员：陈晓蒙,杨雨楠,杨柳,邓泽,宋潇洋
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12