消化污泥和玉米秸稈強(qiáng)制通風(fēng)堆肥的研究.pdf

1、本研究采用強(qiáng)制通風(fēng)堆肥工藝,對(duì)消化污泥和玉米秸稈進(jìn)行堆肥處理。分別研究了在不同的初始C/N比、不同的通風(fēng)量和低溫環(huán)境條件下,堆肥過(guò)程中物理、化學(xué)及生物學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律,以及堆肥過(guò)程中微生物種群結(jié)構(gòu)的演替變化。
　　 在不同初始C/N比下消化污泥和玉米秸稈強(qiáng)制通風(fēng)堆肥過(guò)程中物理化學(xué)及生物學(xué)指標(biāo)的研究中,設(shè)置3個(gè)堆體,初始C/N比分別為25、20和14。結(jié)果表明,3個(gè)堆體均可以實(shí)現(xiàn)順利升溫,并分別在55℃以上維持12d、16d和5d

2、,滿(mǎn)足我國(guó)《糞便無(wú)害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB7959-87)中規(guī)定的50～55℃以上維持5～7d的要求。堆肥過(guò)程中,總有機(jī)碳、C/N比和含水率下降明顯,NO3--N、陽(yáng)離子交換量逐漸升高,pH、NH4+-N、電導(dǎo)率呈先增加后降低的趨勢(shì),堆肥結(jié)束時(shí),3個(gè)堆體的種子發(fā)芽指數(shù)分別為97％、96％和69％。紅外光譜圖反映了堆肥過(guò)程中脂肪族成分減少,芳香族成分增加的變化。研究中采用PCR-DGGE結(jié)合基因測(cè)序技術(shù)分析不同初始C/N比堆肥過(guò)程中微生物的多

3、樣性及其種群結(jié)構(gòu)的演替變化,堆肥過(guò)程中隨著堆體溫度的變化,3個(gè)堆體內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)均發(fā)生了復(fù)雜演替變化,但Clostridium sp.9B4、Clostridium sp.6-44和Bacillales bacterium P371在3個(gè)堆體的堆肥過(guò)程中始終存在。與3號(hào)堆體相比1號(hào)和2號(hào)堆體在堆肥過(guò)程中一直保持著較好的微生物種群多樣性。
　　 在不同通風(fēng)量下消化污泥和玉米秸稈強(qiáng)制通風(fēng)堆肥過(guò)程中物理化學(xué)及生物學(xué)指標(biāo)的研究中,分別

4、采用50L/min、100L/min和150L/min的通風(fēng)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn),初始C/N比均為20。結(jié)果表明,3個(gè)堆體均可以實(shí)現(xiàn)迅速升溫,并在55℃以上分別維持12d、14d和10d。堆肥過(guò)程中,總有機(jī)碳、C/N比和含水率下降明顯,NO3--N、陽(yáng)離子交換量逐漸升高,pH、NH4+-N、電導(dǎo)率呈先增加后降低的趨勢(shì),堆肥結(jié)束時(shí),3個(gè)堆體的種子發(fā)芽指數(shù)分別為91％、96％和82％。紅外光譜圖反映了堆肥過(guò)程中脂肪族成分減少,芳香族成分增加的變化。研

5、究中采用PCR-DGGE結(jié)合基因測(cè)序技術(shù)分析不同通風(fēng)量堆肥過(guò)程中微生物的多樣性及其種群結(jié)構(gòu)的演替變化,堆肥過(guò)程中隨著堆體溫度的變化,3個(gè)堆體內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)均發(fā)生了復(fù)雜演替變化,但Anaerobaculum mobile、Bacillus sp.SG1、Ureibacillusthermosphaericus和Sedimentibacter sp.B4在3個(gè)堆體的堆肥過(guò)程中始終存在。1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)堆體在堆肥過(guò)程中一直保持著較好的微生物

6、種群多樣性。
　　 低溫環(huán)境下消化污泥和玉米秸稈強(qiáng)制通風(fēng)堆肥過(guò)程中物理化學(xué)及生物學(xué)指標(biāo)的研究建立在前兩部分對(duì)消化污泥和玉米秸稈強(qiáng)制通風(fēng)堆肥C/N比和通風(fēng)量?jī)?yōu)化的基礎(chǔ)上,初始C/N比為20,通風(fēng)量為100L/min。堆體可以實(shí)現(xiàn)順利升溫,堆體中心溫度在55℃以上維持9天,堆肥過(guò)程中,總有機(jī)碳、C/N比和含水率下降明顯,NO3--N、陽(yáng)離子交換量、重金屬含量、腐殖質(zhì)、胡敏酸和腐殖化指數(shù)逐漸升高,pH、NH4+-N、電導(dǎo)率、纖維素酶活

7、性、脲酶活性及蛋白酶活性成先增加后降低的趨勢(shì),種子發(fā)芽指數(shù)在第35d時(shí)達(dá)到84％。研究中采用PCR-DGGE結(jié)合基因測(cè)序技術(shù)分析低環(huán)境溫度下堆肥過(guò)程中微生物的多樣性及其種群結(jié)構(gòu)的演替變化,堆肥過(guò)程中隨著堆體溫度的變化,微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了復(fù)雜的演替變化,優(yōu)勢(shì)菌種也存在很大差異。Proteiniphilum acetatigenes、Clostridium ultunense等7種菌種存在于整個(gè)堆肥過(guò)程中,Clostridium aura