以菌糠為調(diào)理劑的餐廚垃圾好氧堆肥技術(shù)及其機(jī)制研究.pdf

1、餐廚垃圾是當(dāng)前城市垃圾中所占組分最大的生物質(zhì)廢物，具有含水量大、有機(jī)物含量高、易腐敗以及來(lái)源分散不易收集等特點(diǎn)。堆肥化是當(dāng)前處理此類(lèi)生物質(zhì)廢物經(jīng)濟(jì)可行的方法之一。本文在以廢治廢、互補(bǔ)聯(lián)合的思路指導(dǎo)下，探索餐廚垃圾與菌糠混合堆肥的可行性與優(yōu)勢(shì)；并在此基礎(chǔ)上針對(duì)餐廚垃圾堆肥過(guò)程中存在的臭氣污染、肥效較低以及周期較長(zhǎng)等問(wèn)題，以微生物學(xué)技術(shù)及控制工程為主要手段，進(jìn)行了餐廚垃圾堆肥過(guò)程抑臭保氮技術(shù)、餐廚垃圾堆肥用高溫纖維素降解菌的篩選與應(yīng)用等研究

2、。
　　通過(guò)分析菌糠的粒徑、容重、含水量、C/N和pH值等指標(biāo)，表明菌糠是一種良好的餐廚垃圾堆肥調(diào)理劑。餐廚垃圾+菌糠堆肥的升溫速度較快，并在高溫期持續(xù)9d，達(dá)到城市生活垃圾好氧靜態(tài)堆肥處理標(biāo)準(zhǔn)要求（CJJ T52-93）；與常用的秸稈調(diào)理劑相比，餐廚垃圾+菌糠堆料在堆肥一次發(fā)酵結(jié)束后含水量下降率提高了3.66個(gè)百分點(diǎn)，有機(jī)物降解率提高了6.7個(gè)百分點(diǎn)，最終發(fā)芽指數(shù)提高了15.8個(gè)百分點(diǎn)，其腐熟程度明顯優(yōu)于餐廚垃圾+秸稈堆肥，說(shuō)明

3、菌糠的加入可提高餐廚垃圾堆肥處理的速度。此外，餐廚垃圾堆肥中NH3的釋放規(guī)律分析結(jié)果表明：NH3的釋放主要集中在7-12d，占NH3釋放總量的53％-54%，因此，此階段是控制NH3釋放的關(guān)鍵時(shí)期。另一方面，餐廚垃圾+菌糠處理NH3的釋放量?jī)H占餐廚垃圾+秸稈處理釋放量的36.49%，堆肥過(guò)程的臭味也明顯減少，說(shuō)明菌糠具有一定的抑臭保氮作用。電鏡檢測(cè)表明，菌糠的結(jié)構(gòu)粗糙、多孔，比秸稈更有利于對(duì)NH3的吸附和為微生物提供棲息地。
　　

4、采用生物滴濾塔法除氨后的含氮噴淋液作為堆肥水分補(bǔ)充源，回用于堆肥體系，堆肥結(jié)束后噴淋液回用處理比對(duì)照處理的物料干重累計(jì)減重率高12.9個(gè)百分點(diǎn)，種子發(fā)芽指數(shù)提高16.3個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明噴淋液回用處理減量化作用明顯，能有效地提高堆肥的腐熟度。同時(shí)，與對(duì)照處理相比，噴淋液回用處理氮素?fù)p失率比對(duì)照低16.0個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明添加噴淋液作為水分補(bǔ)充源可有效減少堆體的氮素?fù)p失。噴淋液回用處理在發(fā)酵過(guò)程中累計(jì)加入總氮量為6.644g，加入的氮素中有34.

5、3%得以保留。以噴淋液回用處理為例，分析了堆肥過(guò)程中主要微生物區(qū)系變化，結(jié)果表明各類(lèi)微生物在堆肥高溫期數(shù)量均有所下降，但細(xì)菌數(shù)量始終高于真菌。硝化菌對(duì)溫度較為敏感，在堆肥高溫期和50℃培養(yǎng)條件下均檢測(cè)不到硝化菌的存在。通過(guò)PCR-DGGE技術(shù)對(duì)氨氧化菌群落（包括硝化菌和亞硝化菌）分析也表明堆肥起始階段氨氧化菌較為豐富，但當(dāng)堆肥進(jìn)入高溫期后氨氧化菌種類(lèi)迅速減少，直到堆肥后期才開(kāi)始恢復(fù)，由此進(jìn)一步說(shuō)明在高溫期堆肥體系中氨的硝化作用較少，主要

6、是揮發(fā)和微生物同化。
　　經(jīng)連續(xù)富集馴化、初篩和復(fù)篩等試驗(yàn)，從餐廚垃圾與菌糠混合堆肥高溫期樣品中篩選出一株在高溫條件下對(duì)纖維素有較強(qiáng)降解能力的菌株，經(jīng)鑒定確定為短芽孢桿菌屬（Brevibacillus sp.），命名為Brevibacillus sp. FA2，簡(jiǎn)稱FA2。FA2對(duì)秸稈和濾紙具有良好的減重效果，減重率分別可達(dá)25.8%和48.2%，與對(duì)照菌種地衣芽胞桿菌（B. licheniformis）相比，秸稈和濾紙的減重率分

7、別提高了17.0%和35.7%；同時(shí)掃描電鏡對(duì)降解物的微觀結(jié)構(gòu)觀察表明FA2可以破壞濾紙和秸稈的微觀結(jié)構(gòu)，使其分散、絮化。FA2生物學(xué)特性分別表明：FA2在30℃-60℃范圍內(nèi)均能生長(zhǎng)，最適生長(zhǎng)溫度為60℃，是一種耐熱菌；FA2適宜的pH值范圍較寬，為6-8.5；對(duì)氧氣要求不苛刻；在含鹽量<10%的條件下均能生長(zhǎng)，因此比較適宜對(duì)高含鹽量餐廚垃圾的高溫好氧堆肥處理。將FA2應(yīng)用到實(shí)際堆肥體系中，結(jié)果表明：在初始物料在不滅菌的條件下，接種菌

8、株 FA2的有機(jī)質(zhì)降解率為31.26%，木質(zhì)纖維素降解率為10.43%，種子發(fā)芽率可達(dá)61.67%，分別比不接種的對(duì)照提高4.49、5.09和3.65個(gè)百分點(diǎn)。
　　綜上所述，利用菌糠作為餐廚垃圾堆肥調(diào)理劑可以起到改善堆料性質(zhì)、抑臭保氮和加快腐熟的作用，是一種以廢治廢的有效手段。生物滴濾塔除氨后的噴淋液回用于堆肥體系，不僅提高了堆肥的氮素含量，也為生物滴濾塔持續(xù)脫臭工藝的發(fā)展提供了技術(shù)途徑。堆肥過(guò)程微生物生態(tài)演替機(jī)理解析以及高溫高