[发明专利]一种测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及堆肥气体的测试技术，具体涉及一种测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置及测定方法。

背景技术

随着畜牧业的迅速发展，畜禽粪便排放量急剧增加，不恰当的处理方式极易造成水体、大气、农作物和生态环境的污染，给人类健康带来极大的损害。与此同时，畜禽粪便中含有大量的氮、磷、钾等营养成分，通过高温堆肥发酵后能产生大量的腐殖质，是改良土壤和促进作物生长的优良有机肥料。因此，畜禽粪便经堆肥处理后还田利用是实现畜禽粪便无害化、减量化和资源化利用的重要途径，同时也是解决环境污染问题的根本出路。

氨气是堆肥过程中产生量最大的臭气，在不同的堆肥研究中表明，氨气排放是畜禽粪便堆肥过程中氮素损失的主要途径，可达氮损失总量的44％～99％。同时，氮气的排放不仅对大气环境产生污染，还会造成堆肥氮素大量损失，降低堆肥品质。测定好氧堆肥中氨气产生量的装置具有非常重要的科研价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，提高测试结果准确性的测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置。同时，本发明还提供了一种测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置的测定方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置，包括放置堆肥原料的箱体、第一流量计、氨气吸收机构、抽气泵、第二流量计、储气袋和曝气机构，所述箱体的两侧上部分别设有进气口和出气口；所述出气口、第一流量计、氨气吸收机构、抽气泵、第二流量计和储气袋通过管道依次顺序连接；所述氨气吸收机构包括导管、抽滤瓶和干燥箱，所述导管的上端通过管道与第一计量计连接，所述导管的下端插入抽滤瓶底部，所述抽滤瓶内填充有吸收液，且所述吸收液的液面低于导管端部，所述抽滤瓶的出口与干燥箱连接，所述干燥箱与抽气泵连接；所述曝气机构包括曝气管、连接管和压缩泵，所述曝气管放置于箱体底部，且所述曝气管被箱体内的堆肥原料覆盖，所述压缩泵安装于箱体外，所述压缩泵通过连接管与曝气管连接。

优选的，所述的测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括转轴、搅拌桨、减速箱和电机，所述搅拌桨通过转轴安装于箱体的下部，所述转轴的一端通过减速箱与电机连接。

优选的，所述箱体内设置有用于监测堆肥原料实时温度的温度传感器。

优选的，所述的测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置还包括三叉管和排气管，所述三叉管的3个管口分别与抽气泵、储气袋和排气管连接；所述出气口与第一流量计之间设有第一阀门，所述三叉管与第二流量计之间设有第二阀门，所述排气管设有第三阀门。

优选的，所述导管的下端与吸收液的液面之间的距离为2mm～5mm。

优选的，所述出气口与箱体底面的距离大于进气口与箱体底面的距离。

一种基于上述的测定好氧堆肥中氨气的动态箱式装置的测定方法，包括以下步骤：

A、动态箱式装置收集氨气：将堆肥原料置于箱体内，则堆肥原料产生混合气体，此混合气体自箱体的出气口流出后依次经过第一流量计、抽滤瓶、干燥箱和抽气泵；其中，混合气体中的部分氨气被抽滤瓶中的吸收液吸收，而自抽气泵流出的混合气体中的一部分通过第二流量计后进入储气袋；

B、氨气的测定：第一流量计测定混合气体的流速为υ₁，而第二流量计测定混合气体的流速为υ₂；然后通过纳氏试剂比色法测定吸收液吸收到的氨气浓度C₁，接着令储气袋中混合气体被稀硫酸吸收，再通过纳氏试剂比色法测定吸收储气袋中混合气体后稀硫酸中的氨气浓度C₂；最后通过公式：

X₁＝C₁·V₁·M，

X₂＝C₂·V₂·M，

X＝X₁+X₂·υ₁/υ₂，

得出堆肥原料在一定时间内的氨气产生量；式中V₁为吸收氨气后吸收液的体积，X₁为吸收氨气后吸收液中的氨气质量；V₂为吸收混合气体后稀硫酸的体积，X₂为吸收混合气体后稀硫酸中氨气质量，即也是储气袋中的氨气质量；M为氨气的摩尔质量；X为堆肥原料在一定时间内的氨气产生量。

优选的，所述箱体内堆肥原料的高度为45cm～65cm。