本发明专利技术公开了一种稻田土壤与腐熟堆肥混合型甲烷生物滤料。该滤料由稻田土壤、腐熟堆肥和氮源组成；所述氮源为铵态氮和硝态氮；所述稻田土壤与所述腐熟堆肥的质量比为50～100：0～50，但所述稻田土壤的添加量不为100，所述腐熟堆肥的添加量不为零；所述铵态氮的添加量为0～100mg/Kg所述甲烷生物滤料，但不为零；所述硝态氮的添加量为0～200mg/Kg所述甲烷生物滤料，但不为零；所述甲烷生物滤料的质量含水率为20％～50％。本发明专利技术具有以下优点：本发明专利技术的混合型甲烷生物滤料，能够明显提高单一滤料成分的甲烷去除率，并且在相同内能显著提高滤料的甲烷去除能力；其制备方法简单、易行，在温室气体甲烷的减排方面具有重大的实践意义和应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种稻田±壤与腐熟堆肥混合型甲焼生物滤料，属于环境污染控制技 术领域。
技术介绍
近年来，由于全球经济增长与人类活动的加剧，大量二氧化碳、氧化亚氮、甲焼等 气体排入大气中。其中邸4是温室效应仅次于C〇2的一种温室气体，对温室效应的贡献约占 15%，是导致全球变暖的重要因素之一。因此，有效控制或减少邸4的人为排放成为减缓温 室效应的关键之一。 为减低邸4的排放，国内外的研究者们做了大量的尝试。目前，邸4减排技术主要有 邸4气体能源回收、火炬焚烧W及生物氧化技术。甲焼生物氧化是一种潜在的低成本邸4减 排技术，其核必就是低价、高效、稳定性强的甲焼生物滤料。研究表明，填埋场覆盖±、花园 泥±等多类±壤及腐熟堆肥等材料都具有自发性的甲焼生物氧化能力。其中，±壤被认为 是最为廉价的甲焼生物滤料，但不同来源±壤的CH4去除性能差异显著，大多数±壤的CH4 去除性能较差。稻田是大气邸4的重要排放源，全球稻田甲焼年排放量为30Tg，可占大气 甲焼来源的39%~51%。稻田CH4排放是稻田±壤中CH4的产生、氧化W及向大气传输送 3个过程相互作用的结果，尽管稻田±壤^淹水还原条件为主，但在±水界面及根±界面也 存在氧化区域，导致稻田中产生的邸4在排放至大气前，约90%已被距±表0~10cm±层 中的甲焼营养菌所氧化。因此，表层（距±表〇~10cm的±层）稻田±壤是天然高效的甲 焼微生物的天然接种菌剂，垃圾填埋场目前也把±壤作为垃圾填埋场作业面的覆盖±和终 场覆盖±，缺点是稻田±壤使用量略大，故占体积较高，孔隙度稍差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稻田±壤与腐熟堆肥混合型甲焼生物滤料，本专利技术所提 供的甲焼生物滤料由稻田±壤和腐熟堆肥相结合，添加了氮源，明显提高了滤料的甲焼去 除率，并且显著增强了滤料在相同内甲焼去除能力。 本专利技术提供的甲焼生物滤料，由稻田±壤、腐熟堆肥和氮源组成；所述氮源可为倭 态氮和硝态氮； 所述稻田±壤与所述腐熟堆肥的质量比可为50~100 ;0~50,但所述稻田±壤 的添加量不为100,所述腐熟堆肥的添加量不为零； 所述倭态氮的添加量可为0~lOOmg/Kg所述甲焼生物滤料，但不为零； 所述硝态氮的添加量可为0~200mg/Kg所述甲焼生物滤料，但不为零； 所述倭态氮和所述硝态氮的添加量均W氮元素的量计； 所述甲焼生物滤料的质量含水率可为20%~50%。上述的甲焼生物滤料，所述稻田±壤可为常年种植水稻的±壤，具体可为取自新 疆石河子市北湖的稻田±壤； 所述"常年种植水稻的±壤"指的是连续种植水稻5年W上的±壤。 上述的甲焼生物滤料，所述稻田±壤为淹水期时，采集±层深度可为0~10cm的 表层±壤。 上述的甲焼生物滤料，所述稻田±壤的粒径不大于2mm。 上述的甲焼生物滤料，所述腐熟堆肥可为由作物枯杆与畜禽粪便经堆制腐解得到 的腐熟堆肥； 所述作物枯杆为玉米枯杆、麦枯、稻草、豆枯或油菜枯； 所述作物枯杆与畜禽粪便质量比可为3~10 ;1，具体可为6;1。 上述的甲焼生物滤料，所述堆制腐解的过程如下：由所述作物枯杆和所述畜禽粪 便混合得到堆体，在通风或翻堆条件下，该堆体自发升温至5(TCW上维持5~7天；然后不 再通风或者翻堆，经过二次发酵堆至完全腐熟即可，二次发酵的时间可为10~20天。 上述的甲焼生物滤料，所述腐熟堆肥的粒径不大于2mm。 上述的甲焼生物滤料，所述倭态氮WNH4CI或（畑4)2SO4的形式添加； 所述硝态氮WKN03、NaN〇3或CaN〇3的形式添加。 上述的甲焼生物滤料，由所述稻田±壤、所述腐熟堆肥、所述倭态氮和所述硝态氮 组成；[002引所述稻田±壤与所述腐熟堆肥的质量比为80~100 ;0~20、90 ;10或80 ;20,但 所述稻田±壤的添加量不为100,所述腐熟堆肥的添加量不为零； 所述倭态氮的添加量可为25~lOOmg/Kg所述甲焼生物滤料； 所述硝态氮的添加量为25~150mg/Kg所述甲焼生物滤料； 所述甲焼生物滤料的质量含水率为20%~40%、20%~30 %、30 %~40%、20%、 30%或 40%。 上述的甲焼生物滤料，由所述稻田±壤、所述腐熟堆肥、所述倭态氮和所述硝态氮 组成； 所述稻田±壤与所述腐熟堆肥的质量比可为90;10; 所述倭态氮的添加量可为25mg/Kg所述甲焼生物滤料； 所述硝态氮的添加量可为50mg/Kg所述甲焼生物滤料； 所述甲焼生物滤料的质量含水率可为30%。 制备本专利技术所述甲焼生物滤料时，可按照如下步骤进行： 将所述腐熟堆肥添加到所述稻田±壤中，得到所述稻田±壤和所述腐熟堆肥的混 合物；调整含水率，然后加入所述倭态氮和所述硝态氮，即得到所述甲焼生物滤料。 与现有技术相比，本专利技术具有W下优点： (1)本专利技术所提供的甲焼生物滤料将天然的生物滤料稻田±壤和富含微生物的腐 熟堆肥相结合，添加了氮源，能够明显提高滤料的甲焼去除率，并且在相同内能显著提高滤 料的甲焼去除能力。 (2)本专利技术所提供的甲焼生物滤料可有效地对甲焼进行生物氧化，其制备方法简 单、易行，在温室气体甲焼的减排方面具有重大的实践意义和应用价值。【附图说明】 图1为本专利技术实施例1中稻田±壤、腐熟堆肥W及稻田±壤与腐熟堆肥混合型甲 焼滤料对滤料中甲焼去除率随时间的变化曲线，其中图1(a)为第一次充气对滤料中甲焼 去除率随时间的变化曲线，图1(b)为第二次充气对滤料中甲焼去除率随时间的变化曲线。 图2为本专利技术实施例1中稻田±壤与腐熟堆肥混合型甲焼滤料中稻田±壤与腐熟 堆肥混合比例对滤料中甲焼去除率的影响。 图3为本专利技术实施例2中稻田±壤与腐熟堆肥混合型甲焼滤料中含水率对滤料中 甲焼去除率的影响。 图4为本专利技术实施例3中稻田±壤与腐熟堆肥混合型甲焼滤料中倭态氮的添加量 对滤料中甲焼去除率的影响。 图5为本专利技术实施例3中稻田±壤与腐熟堆肥混合型甲焼滤料中硝态氮的添加量 对滤料中甲焼去除率的影响。【具体实施方式】 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。 下述实施例中的稻田±壤，简写为PS，取自新疆石河子市北湖周边的稻田（连续 10年种植水稻的稻田±壤），淹水期采集±层深度为0~10cm的表层±壤，经自然风干、磨 细、过筛（2mm)处理后备用。 下述实施例中的腐熟堆肥，简写为LC，为中国农大资环学院固体废弃物处置实 验室自制腐熟堆肥，具体是由玉米枯杆与猪粪（两者的质量比为6:1)制得，堆制腐解的 过程如下；由玉米枯杆和猪粪混合得到堆体，在通风条件下，该堆体自发升温至5(TC W上 后维持5天；然后不再进行翻堆，经过18天的二次发酵达到完全腐熟，符合有机肥料标准 NY525-2012;然后经自然风干、磨细、过筛（2mm)处理后备用。 下述实施例中各种参数的检测方法如下： 甲焼的测定；細4分析用气相色谱法测定，采用日本岛津公司的GC-2010型气相色 谱仪，FID检测器，载气为氮气，载气流量为400mL/min，色谱柱为10%PEG-20M柱，检测器、 柱箱、进样口温度分别为22(TC、7(TC和20(TC，进样量为100μL。利用峰面积法对邸4含量 进行定量，计算本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甲烷生物滤料，其特征在于：所述甲烷生物滤料由稻田土壤、腐熟堆肥和氮源组成；所述氮源为铵态氮和硝态氮；所述稻田土壤与所述腐熟堆肥的质量比为50～100：0～50，但所述稻田土壤的添加量不为100，所述腐熟堆肥的添加量不为零；所述铵态氮的添加量为0～100mg/Kg所述甲烷生物滤料，但不为零；所述硝态氮的添加量为0～200mg/Kg所述甲烷生物滤料，但不为零；所述甲烷生物滤料的质量含水率为20％～50％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国学，杜龙龙，邓辉，袁京，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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