城市生活水平的提高使城市生活垃圾產(chǎn)量逐年增加，因此使生活垃圾穩(wěn)定化、減量化、無(wú)害化、資源化也就成了一項(xiàng)造福子孫的重要課題。高溫好氧堆肥有周期短、無(wú)害化徹底、臭味小的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)生活垃圾進(jìn)行高溫好氧堆肥，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，是垃圾處理最有效的方法之一，也是為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的好辦法。為縮短堆肥周期，早在20世紀(jì)40年代，美國(guó)就通過(guò)細(xì)菌使堆肥時(shí)間縮短了 1—3d。50年代中期，有人主張把堆肥生化過(guò)程中最活躍期的垃圾作為“種子”，在堆肥開始時(shí)加入，以縮短堆肥周期。此方法效果明顯，但是“種子”不易取得，且加入量要達(dá)到10％-30％才有效，實(shí)用上困難。因堆肥過(guò)程中微生物的作用十分重要，故近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)向不同堆肥物料中人工接種微生物進(jìn)行了大量研究報(bào)道。本文對(duì)在生活垃圾好氧堆肥過(guò)程中人工接種經(jīng)篩選馴化高溫菌群與不接種高溫菌群進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以期為縮短堆肥周期尋找新的有效途徑。

1 材料與方法

1.1高溫菌群篩選馴化

1.1.1材料

從威海高區(qū)、經(jīng)區(qū)、環(huán)翠區(qū)居民小區(qū)的垃圾箱、垃圾堆中于不同季節(jié)采集樣品若干份，每次每地采集樣品約20~50kg不等。平均水分含量為50.9％。將采集的垃圾樣品混合，裝桶發(fā)酵，觀察溫度、微生物總數(shù)的變化，在溫度為35，40，45，50，55，60℃下取樣，取樣量分別為170，115，150，170，130，150g。將不同溫度的垃圾樣品混合，取一定量樣品按1：10用無(wú)菌水稀釋，放入搖床，室溫240r/min震蕩3h，再3000r/min離心15min，取上清，備接種用。

1.1.2培養(yǎng)基

試驗(yàn)所用培養(yǎng)基為適合高溫菌群生長(zhǎng)的自制培養(yǎng)基，包括富集培養(yǎng)基和馴化培養(yǎng)基。富集培養(yǎng)基：纖維素6g、麥麩2g、淀粉2g、牛肉膏3g、蛋白胨2g、氯化鈉5g、磷酸二氫鉀2.5g、土壤浸提液1000mL、pH7.2。馴化培養(yǎng)基：取不同居民小區(qū)新鮮生活垃圾，包括瓜果菜皮、魚蝦蟹殼、剩飯剩菜、干果殼、樹葉等混合，60℃烘干，磨碎，C／N為25：1—30：l，用時(shí)加土壤浸提液配制。

1.1.3菌種馴化

將從垃圾中篩選的高溫菌群培養(yǎng)液按1％接種量接種到200mL自制富集培養(yǎng)基中，分別置50，60℃搖床上，150r•min震蕩培養(yǎng)，定期記錄菌群總菌數(shù)，觀察菌群中微生物種類變化。逐漸將馴化培養(yǎng)基替代富集培養(yǎng)基，用同樣方法，最終得到好氧堆肥實(shí)驗(yàn)用的高溫菌群。

1.2堆肥實(shí)驗(yàn)

將生活垃圾分揀，去掉可回收和不能降解的物質(zhì)，剩下的部分作為堆肥材料堆垛，取樣測(cè)得水分含量為60％左右。將垃圾分別裝入發(fā)酵桶中，每桶裝50kg垃圾，C／N為30：1，通過(guò)添加桔桿、土調(diào)節(jié)水分；添加尿素調(diào)節(jié)C／N，按2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的接種量接種。試驗(yàn)設(shè)1個(gè)對(duì)照組，3個(gè)試驗(yàn)組人工接種高溫菌群情況見表1。

表1人工接種高溫菌群情況

堆肥過(guò)程中每隔3h測(cè)量溫度和堆料中微生物總數(shù)，并定時(shí)觀察堆料水分、C／N、pH等的變化情況。

2結(jié)果與分析

2.1高溫菌群的接種對(duì)堆肥溫度的影響

一般情況下，堆肥溫度的變化可以作為堆肥過(guò)程的評(píng)價(jià)指標(biāo)。堆肥初期，中溫菌較活躍，大量繁殖，在它們分解利用有機(jī)物的過(guò)程中，一部分轉(zhuǎn)換成了熱量，使堆肥溫度上升，而此時(shí)垃圾中的嗜熱菌和我們?nèi)斯そ臃N的高溫菌群得到激發(fā)，將大量有機(jī)物分解并釋放能量，使堆肥溫度進(jìn)一步提高到高溫階段，并能將高溫階段持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)堆肥中的病原菌和寄生蟲卵將被殺死。本試驗(yàn)利用高溫菌群的人工接種縮短了堆肥從中溫進(jìn)入高溫階段的時(shí)間，從而影響堆肥過(guò)程中溫度的變化 (見圖1)。

圖1堆肥過(guò)程中溫度的變化

由圖1可見，對(duì)照組與試驗(yàn)組相比達(dá)到50℃時(shí)間有所區(qū)別，而試驗(yàn)組1，2，3達(dá)到50℃的時(shí)間也各不相同，對(duì)照組48h達(dá)到50；試驗(yàn)組1為24h達(dá)到 49℃；試驗(yàn)組2為24h達(dá)到50.5℃；試驗(yàn)組3為21h達(dá)到50.5℃，24h達(dá)到56℃。從高溫階段持續(xù)時(shí)間來(lái)看，對(duì)照組與試驗(yàn)組相比也無(wú)優(yōu)勢(shì)，對(duì)照組高溫階段50℃以上持續(xù)時(shí)間為48h，60℃以上持續(xù)時(shí)間為12h；試驗(yàn)組1高溫階段50℃以上持續(xù)時(shí)間為84h，60℃以上持續(xù)時(shí)間為42h；試驗(yàn)組2高溫階段50℃以上持續(xù)的時(shí)間為87h，60℃以上持續(xù)時(shí)間為48h；試驗(yàn)組3高溫階段50℃以上持續(xù)時(shí)間為99h，60℃以上持續(xù)時(shí)間為60h。由此可見，高溫菌群接種生活垃圾好氧堆肥可以提高堆肥的溫度，使堆肥高溫階段提前，并且延長(zhǎng)了高溫階段，從而縮短了堆肥周期。

2.2高溫菌群的接種對(duì)堆肥微生物總數(shù)的影響

堆肥初期中溫菌大量繁殖，主要是蛋白質(zhì)分解菌和產(chǎn)氨細(xì)菌數(shù)量迅速增加。當(dāng)堆肥溫度達(dá)到50～60℃ 時(shí)，中溫菌受到抑制，而高溫菌大量繁殖，主要是放線菌和分解纖維素的細(xì)菌等起作用。在堆肥過(guò)程中菌群中某種微生物存在與否及其數(shù)量多少均不能指示堆肥的腐熟程度，而在整個(gè)堆肥過(guò)程中菌群中微生物的交替作用可以很好的指示堆肥的腐熟程度。本試驗(yàn)利用高溫菌群的接種增加了整個(gè)堆肥過(guò)程中微生物的總數(shù)，從而達(dá)到了加快堆肥腐熟的目的(見圖2)。

圖2堆肥過(guò)程中微生物總數(shù)的變化

由圖2可見，因高溫菌群的加入，堆肥初期試驗(yàn)組微生物總數(shù)明顯高于對(duì)照組，對(duì)照組總菌數(shù)為每克垃圾2.86×10⁶個(gè)(對(duì)數(shù)值為6.46)；試驗(yàn)組為每克垃圾3.70×10⁸個(gè)(對(duì)數(shù)值為8.57)；試驗(yàn)組2每克垃圾為1.24×10⁹個(gè)(對(duì)數(shù)值為9.09)；試驗(yàn)組3每克垃圾為2.05×10⁹個(gè)(對(duì)數(shù)值為9.31)。隨著堆肥溫度升高，微生物數(shù)量也在增加。對(duì)照組在24h時(shí)出現(xiàn)了第一個(gè)峰值為每克垃圾1.78×10⁸個(gè)(對(duì)數(shù)值為8.25)，試驗(yàn)組 1，2，3都在15h時(shí)出現(xiàn)了第一個(gè)峰值，分別為每克垃圾2.24×10⁹個(gè)(對(duì)數(shù)值為9.35)、8.90×10⁹個(gè)(對(duì)數(shù)值為9.95)和 1.00×10¹⁰個(gè)(對(duì)數(shù)值為10.00)。

當(dāng)溫度達(dá)到50—60℃時(shí)，高溫菌群開始發(fā)揮作用，微生物總菌數(shù)出現(xiàn)第二個(gè)峰值。對(duì)照組在 48h時(shí)出現(xiàn)了第二個(gè)峰值為每克垃圾5.70×10⁸個(gè)(對(duì)數(shù)值為8.76)；試驗(yàn)組1在27h時(shí)出現(xiàn)了第二個(gè)峰值為每克垃圾5.70×10⁹個(gè)(對(duì)數(shù)值為9.76)試驗(yàn)組2在24h時(shí)出現(xiàn)了第二個(gè)峰值，為每克垃圾9.20×10⁹個(gè)(對(duì)數(shù)值為9.96)；試驗(yàn)組3在21時(shí)出現(xiàn)了第二個(gè)峰值為每克垃圾 1.54×10¹⁰個(gè)(對(duì)數(shù)值為10.19)。當(dāng)溫度高于60℃并且持續(xù)一段時(shí)間后，微生物部分死亡或休眠，病原微生物被殺死，微生物總數(shù)開始下降。

由此可見，在生活垃圾好氧堆肥過(guò)程中，接種50，60℃混合高溫菌群在發(fā)酵溫度和微生物總數(shù)變化等方面不僅比對(duì)照組有明顯優(yōu)勢(shì)，而且也比單獨(dú)接種50℃高溫菌群和接種60℃高溫菌群有優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生活垃圾好氧堆肥的過(guò)程中，高溫菌群的加入增加了微生物總數(shù)，加快了高溫菌群的繁殖，使堆肥高溫階段得以提前，試驗(yàn)組比對(duì)照組提前27h進(jìn)入高溫階段，使高溫階段延長(zhǎng)36—51h。

生活垃圾好氧堆肥過(guò)程中，高溫菌群的加入加快了堆肥的腐熟，形成了一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，縮短了堆肥周期。

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