好氧堆肥是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機固體廢棄物無害化、減量化、資源化利用相對簡單且對環(huán)境友好的有效方法。腐熟的堆肥產(chǎn)品可作為土壤改良劑，用于改善土壤的理化性狀；也可作為營養(yǎng)豐富的有機肥料，用于促進農(nóng)作物的生長。但是傳統(tǒng)的堆肥方法堆肥周期漫長，通常需要幾個月甚至更長的時間，造成堆肥效率低；同時堆肥過程中氮營養(yǎng)素以氨氣（NH3）形式大量揮發(fā)，從而削減了堆肥產(chǎn)品的營養(yǎng)價值。
為解決上述堆肥技術(shù)存在的問題，青島能源所郭榮波研究員帶領(lǐng)的工業(yè)生物燃氣研究組提出了通過向堆體中添加納微孔材料來促進堆肥進程，改善堆肥品質(zhì)的方法。納微孔材料作為填充劑加入堆肥原料，可以改善堆體的氣質(zhì)交換能力，有利于微生物的生長和繁殖，促進有機質(zhì)降解；同時多孔的物理吸附性能以及表面官能團的化學吸附性能可以有效吸附氨根（NH4+-N）和NH3，減少堆肥過程氮營養(yǎng)素的損失。研究人員將多孔性好的廉價可回收材料陶粒，用于禽畜糞便的連續(xù)高溫堆肥，研究了回收利用陶粒對堆肥過程理化性質(zhì)的影響，闡明了多孔陶粒在堆肥過程的循環(huán)作用機理。該研究成果已發(fā)表在上 Journal of Cleaner Production。
研究結(jié)果表明，連續(xù)高溫好氧堆肥過程中，多孔陶粒的添加可以促進有機質(zhì)的降解，減少NH3的揮發(fā)。并且，堆肥效果隨著多孔陶粒循環(huán)利用次數(shù)的增加而增加。與首次使用的陶粒相比，隨著陶粒循環(huán)次數(shù)到3個循環(huán)，有機質(zhì)降解率由37.8%提高到41.0%，各組的呼吸速率和CO2產(chǎn)生量也相應(yīng)提高，累積CO2產(chǎn)生量由113.62增加到124.01mg/g干重，累積NH3減少量從8%提高到21%，發(fā)芽指數(shù)從102.6%提高到128.9%。電鏡圖和紅外光譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著陶粒循環(huán)利用次數(shù)的增加，其表面微生物附著量和含氧活性官能團含量顯著增加。本研究不僅提出了一種新的價格相對便宜且可回收利用的多孔堆肥添加劑，大大節(jié)約了堆肥成本；還揭示了多孔陶粒在堆肥過程中促進有機質(zhì)降解、減少NH3揮發(fā)的作用機制，為改善堆肥工藝提供了技術(shù)和理論支持。
上述工作得到中國科學院潔凈能源先導科技專項、中科院科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化重點專項、山東省能源生物遺傳資源重點實驗室的資助（文/圖 李旭）
Effects of recyclable ceramsite as the porous bulking agent during the continuous thermophilic composting of dairy manure
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.148
