堆肥與堆肥降解測試設備 - 淺談碳氮比
生物降解過程需要氮元素,因此C/N比可作為氮總利用率的指標。有機營養物質主要由碳元素和氮元素組成,它們對微生物降解廢棄物非常重要。可降解的廢棄物本身也是這些營養物質的主要提供者,但它必須與這個過程的效率保持正確的平衡。隨著堆肥過程的進行,碳氮含量會有所下降。碳/氮含量的下降主要是由于堆肥過程中二氧化碳的排放。一般來說,最佳C/N比范圍在20~25之間,這對堆肥工藝的效率非常重要。如果存在過量的碳含量,則轉化為二氧化碳,導致高溫持續時間長;如果存在過量的氮,則微生物的繁殖會因為能量不足而受到抑制,導致分解緩慢且不徹-底,氮會以氨的形式流失,同時會導致難聞的氣味排放污染環境,直到恢復正確的平衡。這個比例的不平衡導致了堆肥過程的減緩。有研究表明,C/N比在嗜熱階段上升,然后逐漸下降。C/N比高度依賴于崩解程度,即崩解程度越低,C/N比值就越高。C/N比較高是由于生物炭中芳香碳的存在影響了堆肥過程。
微生物在發酵過程中積累的氮有助于下一個微生物群的繁殖和生存。氨基酸的合成發生于蛋白質的水解,這將進一步用于新蛋白質的合成。因此,氮的損失一般都是有限的,而且單糖很容易被降解。由于單糖的降解,溫度會升高,最終導致碳含量的凈下降。在堆肥過程中,總氮的濃度是高度不確定的。在堆肥的早期階段,污水和城市固體廢物的混合物中總氮濃度較高,但隨著堆肥過程的進行,氨氮水平一般會隨著硝態氮水平的升高而下降。
在生物降解試驗中(比如工業堆肥降解試驗和崩解試驗),實際上是很難精確地計算C/N比的,除非使用高級的分析儀器進行測定,比如元素分析儀。因此,一般我們是通過添加高碳或高氮材料,來大致計算C/N比并解決試驗中的問題。例如,如果堆肥沒有升溫,可通過添加高氮材料可以很快使其升溫。如果堆肥開始發臭,可以添加一些高碳材料。
常見材料的C/N
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