复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果研究

为了研究复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果,以消化污泥、锯末和回流堆肥为原料,接种不同剂量(0、0.2%、0.5%)的复合微生物菌剂进行室外露天堆肥,分析了温度、含水率、pH值、全碳(TC)、全氮(TN)、种子发芽指数(germination index,GI)的动态变化,结果表明:各堆体温度保持在50℃以上的时间均超过7 d,满足堆肥卫生标准;接种复合微生物菌剂的堆体升温速率和温度最高值均大于未接种堆体,接种复合微生物菌剂有利于增加堆体水分散失量,加快堆体有机质降解速度,降低堆体氮的损失量,提高GI值;其中微生物菌剂接种量为0.5%的堆体,接种处理对水分散失、氮损失的控制和GI值的增加效果较明显.     

3种菌剂对小麦秸秆好氧堆肥降解效果比较

为探讨不同菌剂接种对小麦秸秆好氧堆肥一次发酵阶段的处理效果,选用3种商业菌剂QD、DH和VT,并以厨余垃圾作为调节剂,进行了好氧堆肥发酵实验。通过研究堆肥过程中物料的温度、含水率、浸提液理化性质、挥发份固体(VS)含量和C/N比的变化情况,比较了3种菌剂对小麦秸秆好氧堆肥降解效果的影响。结果表明,QD、DH和VT处理下的物料均经历了升温、高温和降温期,温度峰值分别达到58.2、54.7和53.7 ℃,高温期分别维持了9、6和6 d;含水率和电导率(EC)均呈现先上升后下降的趋势;E4/E6、VS和C/N比均呈现降低的趋势;pH分别稳定在8.44、8.42和8.48;VS减少含量分别为18.87%、24.48%和22.08%。综合各项指标可看出,QD可以提高堆肥温度并满足堆肥无害化要求,DH可以促进物料中有机物的矿质化程度,3种菌剂对堆肥中腐殖质的形成和积累有着一定的促进作用。该研究结果可为筛选研制高效降解小麦秸秆的微生物菌剂提供理论基础,为解决受控生态生保系统(CELSS)中小麦秸秆等固体废物的资源化处理问题提供参考。     

微生物菌剂强化餐厨垃圾和污泥联合堆肥

为探究微生物菌剂对餐厨垃圾和污泥联合好氧堆肥的影响,以餐厨垃圾和污泥（湿重1∶1）混合原料为堆肥底物,添加底物总湿重30%的废木屑作为膨胀剂,向底物中分别加入微生物菌剂和腐熟堆肥为处理组,并以不添加外源物作为对照,通过测定堆肥过程中的理化性质、腐熟效果和营养元素的变化,考察菌剂和腐熟堆肥对联合堆肥的促进作用。结果表明,微生物菌剂和腐熟堆肥的添加均能提高联合堆肥的肥效和腐熟效果,但菌剂的作用更佳。在微生物菌剂的作用下,堆体温度快速升高,并且可将高温期延长到5 d;经15 d快速堆肥,体系内含水率下降了18.31%,挥发性固体减少量达5.95%;添加菌剂的处理组在堆肥结束时的种子发芽指数最高,为258.54%,总氮浓度升高了10.70%,碳氮比减少了15%,这说明微生物菌剂有助于提高堆肥腐熟和肥效。微生物菌剂对餐厨垃圾与污泥联合好氧堆肥的减量和腐殖化有着更好的促进作用。本研究结果可为餐厨垃圾和污泥堆肥资源化处理提供参考。     

基于响应面法的新型餐厨垃圾菌剂制备

设计三因素三水平实验并采用响应面优化法对反应适宜的实验参数进行了优化。选择温度、供氧条件和反应时间作为菌剂制备的可控因素,选择温度、菌剂投加量和木屑投加量(水分调节)作为菌剂处理厨余垃圾的可控因素,研究菌剂制备与处理垃圾的优化工艺参数。研究结果表明,菌剂的最优制备条件为:温度35℃、间歇震荡、培养108 h,按重量百分比为碎花生壳:刨花:鱼骨粉:麸皮:菌体=2:1:1:1:1比例制得的固体菌剂具有较高的活性。菌剂处理厨余垃圾的响应面优化法分析结果表明,当温度为45℃,菌剂投加量为6%,木屑投加量为30%时,厨余垃圾的减量率最大,2 d降解率可达40%。     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比,在相同堆肥处理条件下,接种菌剂的堆肥中木质素总量由274988mg降至15438mg,降解率达4386%,远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率,表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理,并有望于加速堆肥腐熟,提高堆肥效率。     

复合微生物菌剂强化堆肥技术研究

采用复合微生物菌剂对生活垃圾的接种堆肥技术进行了实验研究。通过测定堆肥过程中反应器出口O2、CO2与H2S气体浓度及对堆肥样品扫描电镜照片分析，比较了3个接种组与1个对照组中堆料中微生物总数变化、种群结构演替及堆肥腐熟速度。试验结果表明，在原料成分为：生活垃圾／成熟堆肥=80／20，有机物约为60％，初始含水率为55％，初始C／N-30时，对于不同接种量的复合微生物接种系统堆料中分别接种0．2％、0．3％、0．5％(质量百分含量)，与加入0．3％灭活菌的对照组进行对比实验，接种复合微生物菌剂堆肥系统不仅微生物总数高于对照组，而且其种群结构合理，能明显提高堆肥效率，有效控制臭气的产生，提高堆肥腐熟度。     

产漆酶血红密孔菌对城市污泥堆肥过程中有机氯农药的降解效应

为降低城市污泥堆肥中有机氯农药对环境的影响,实验室通过外加热源提供堆肥环境温度条件,并在不同堆料中接种不同剂量的产漆酶血红密孔菌,研究不同处理下产漆酶血红密孔菌对污泥中HCH、DDT和HCB的降解性能的影响。结果表明,供试血红密孔菌对3种有机氯农药的降解有明显的促进作用。未接种菌剂情况下,高温堆肥本身对HCH、DDT和HCB的降解率分别为51.1%、43.6%和63.4%;接种1%菌剂时,HCH、DDT和HCB比未接种堆料降解率分别提高了16.2%、34.6%和21.7%;接种3%菌剂时,HCH、DDT和HCB比未接种堆料降解率分别提高了41.1%、34.6%和20.1%。供试菌剂对DDT的降解效果最好,且DDT和HCH的降解能力与接种量大小呈正相关。此外,供试菌剂剂量大小对HCH不同异构体和DDT不同衍生物降解效果也不尽相同。     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比，在相同堆肥处理条件下，接种菌剂的堆肥中木质素总量由27498．8mg降至15438mg，降解率达43．86％，远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率，表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理，并有望于加速堆肥腐熟，提高堆肥效率。     

多孔淀粉固定化堆肥用微生物菌剂的制备条件优化及其堆肥效果验证

为提升菌渣的堆肥效率,研制了一种保质期较长且可应用于堆肥体系中的固态微生物菌剂。利用堆体中筛选出的微生物制备了混合菌液M,利用多孔淀粉作为吸附载体对其进行吸附,并经冷冻干燥得到包埋基础产品固态菌剂D,然后采用包埋技术将D制成固态菌剂Q。结果表明,新鲜制备的3个阶段微生物菌剂(M、D、Q)的各项指标均符合国家标准;制备3个月后,菌剂Q的存活率仍高达47.69%,远高于菌剂M的0,与比菌剂D提高了8.10%;最终堆肥验证中,菌剂D、Q表现出明显的优势,堆肥过程启动得更早,且腐殖酸含量分别提高了2.61%、3.44%,故菌剂Q的性能最佳。利用“吸附-包埋”技术制备固态菌剂可行且效果明显,可为微生物菌剂的制备提供参考。     

辅料添加对厨余垃圾生物干化产品燃烧热特性的影响

为达到降低厨余垃圾含水率,使其可作为垃圾衍生燃料进行燃烧的目的,选择玉米秸秆和木本泥炭2种辅料与厨余垃圾进行联合生物干化,研究了辅料添加对厨余垃圾生物干化产品燃烧热特性的影响,以不添加任何辅料的厨余垃圾单独进行生物干化作为对照处理,生物干化周期为21 d。结果表明：单独进行厨余垃圾生物干化时挥发性固体(VS)降解率最高,添加木本泥炭处理时VS降解率最低;对照处理对VS降解损失主要的贡献组分为淀粉、纤维素和脂肪,然而,对于添加玉米秸秆和木本泥炭的处理,纤维素、半纤维素和淀粉是VS降解损失主要的贡献组分。随着生物干化反应的进行,物料的燃烧速率和燃烧率均降低,同时燃烬点推后,但燃点基本保持不变。其中,添加木本泥炭的处理燃点最高,燃烬点最低,燃烧率最高。各处理物料燃烧一级动力学方程拟合效果较好(R² =0.86~0.97)。生物干化过程使厨余垃圾单独处理第2失重段反应变难,第3失重段反应变易。然而,对于添加辅料的处理,生物干化过程使第2失重段反应变易,第3失重段反应变更难。总体而言,生物干化过程使各处理的表观活化能(E_m)降低了15.9%~29.4%,使得厨余垃圾的燃烧更加容易。以上研究结果可为厨余垃圾燃料化处理提供参考。     

城市污泥与水葫芦堆肥性质变化规律

采用仓式好氧堆肥方法,研究了不同比例的城市污泥和水葫芦混合物料堆肥过程中各项评价参数(温度、含水率、pH、有机质和总氮)的变化规律。结果表明:堆肥过程中,堆体温度、含水率变化过程为先上升,再下降;堆体的pH和总氮变化过程为先降低再升高,最后趋于稳定。有机质含量在堆肥48 h内迅速下降,之后缓慢下降。对小堆体,大风量更有利于有机质的降解,但不利于氮素的保存。当m(污泥)∶m(水葫芦)为4∶1时的堆肥效果要优于m(污泥)∶m(水葫芦)为2∶1时的堆肥效果。     

外源菌剂对餐厨垃圾和污泥联合堆肥酶活性及微生物的影响

以餐厨垃圾和污泥(质量比1∶1)混合物为底物,以不接种微生物为对照,以添加外源菌剂和腐熟堆肥为两个处理,研究外源菌剂对联合堆肥过程中酶活性和腐熟期微生物的影响。结果表明,外源菌剂可促进堆体升温并延长高温期,可显著提高纤维素酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶的活性,4种酶的峰值分别为377.294 U/g、83.107 mL/(g·h)、0.763 mg/(g·d)和147.411 U/g。采用高通量测序技术分析发现,添加外源菌剂降低了腐熟期细菌、真菌的群落多样性,但提高了真菌群落丰富度。门水平上,各堆体细菌和真菌的优势群落种类差异较小,仅相对丰度变化较大;属水平上,添加外源菌剂使堆体中优势细菌占比更均匀,优势真菌主要为土壤伊萨酵母菌(Issatchenkia)、念珠菌(Candida)、未分类真菌(Unclassified Fungi)等。采用FAPROTAX工具对细菌功能分组,各堆体相对丰度较高的功能菌以化能异养、有氧化能异养、硝酸盐还原等为主,然而添加外源菌剂和腐熟堆肥使芳香族化合物的降解功能菌相对丰度分别提高了8.0倍、7.4倍。     

微生物菌剂和鸡粪对蔬菜废弃物堆肥化处理的影响

由于我国缺乏适用的蔬菜废物循环利用技术,致使蔬菜产地的生产废物难以处理与再循环利用而被弃置。为获得适用的蔬菜废物堆肥化处理技术,本研究以小麦秸秆为水分调理剂,并分别以鸡粪和微生物菌剂为接种剂,在初始物料含水率65%和C/N为25的条件下,设置了V1(蔬菜残体+小麦秸秆)、V2(V1+鸡粪)、V3(V2+微生物菌剂)和V4(V1+微生物菌剂)等4个处理,通过测定4个不同堆肥处理对温度、含水率、C/N比以及发芽指数(GI)等指标的影响。结果表明:同时加入微生物菌剂和鸡粪的处理(V3)可使堆肥最高温度达到67.5℃,且水分脱除效果最好,最终产品的含水率是最低的;鸡粪也是较好的接种剂,提升堆肥温度且能缩短堆肥周期;发芽率指数(GI)的结果显示,4个处理之间的堆肥腐熟成度为V3>V4>V2>V1,这进一步表明,添加微生物菌剂和鸡粪可降低堆肥产品对后茬植物发芽和生长的不良抑制。     

不同填充剂及复合微生物菌剂对蓝藻堆肥效果的影响

为了研究不同填充剂以及复合微生物菌剂对蓝藻堆肥效果的影响,本实验利用锯末、稻壳、麸皮和米糠为填充剂接种堆肥菌剂与蓝藻进行室内模拟堆肥,设置了稻壳、麸皮为填充剂不加菌剂作对照组,分析了pH值、总碳(TC)、总氮(TN)、碳氮比（C/N）、种子发芽指数(germination index,GI)的动态变化。堆肥结束时处理组麸皮的TC降低了90.43 g/kg,TN增加了1.85 g/kg,C/N降低到13.46,GI升高到73.98%,这都说明麸皮作为填充剂混合蓝藻堆肥的效果较好;添加复合微生物菌剂后,处理组稻壳(60.98%)、处理组麸皮(73.67%)的GI分别比相应的对照组升高了11.02、19.84个百分点,这说明复合微生物菌剂对蓝藻堆肥有促进作用。     

翻转式堆肥反应装置设计研究

以复合微生物菌剂降解垃圾的适宜条件为出发点 ,根据堆肥小试实验结果 ,确定进料垃圾特性、合理的工艺参数及一次发酵完成时间 ,结合制备装置材料的保温性、堆肥物料平衡、热量平衡 ,合理确定反应装置容积、供气方式、操作运行条件 ,开发了翻转式堆肥反应装置。该装置具有堆料搅拌均匀、进出料简单、供气均衡等特点     

水葫芦与厨余垃圾混合好氧堆肥中氮素变化及对腐熟度的影响

通过采用间歇式好氧动态堆肥工艺,对厨余垃圾与添加水葫芦的厨余垃圾进行堆肥实验,探讨堆肥进程中全氮、氨基酸态氮、蛋白质的变化及对腐熟度的影响。结果表明,全氮含量在堆肥后期有所提高,分别由1.76%和2.23%提高到3.64%和2.67%;氨基酸态氮含量与微生物活性显著负相关;添加水葫芦使堆体温度提高,促进了蛋白质的快速降解;堆肥中N素是影响种子发芽的主要因素;添加水葫芦能够促进堆肥的腐熟。     

接种外源微生物菌剂对香蕉茎秆堆肥的影响

为了研究接种外源微生物菌剂对香蕉茎秆堆肥的影响,本实验采用高温好氧堆肥技术,设计了对照（不接菌）、接种白腐菌及棱盖多孔菌3个处理,探讨了不同处理堆肥过程中堆体温度、水分、pH值、电导率、有机碳、C/N、发芽指数及堆肥质量的变化情况。结果表明,接种微生物菌剂处理的温度均高于对照,且高温期持续时间相对较长,以接种白腐菌处理的高温持续时间最长;接种外源微生物菌剂对堆肥含水率、pH、EC、全碳、C/N变化影响不大;与对照相比,接种白腐菌可增加全氮及全钾的含量,有利于提高堆肥产品质量;接种白腐菌处理在36 d（GI〉50%）就达到腐熟,比对照提前8 d腐熟,明显缩短堆肥腐熟时间;而接种棱盖多孔菌处理比对照推迟10 d腐熟,共需54 d不利于香蕉茎秆堆肥的进行。     

翻转式堆肥反应装置设计研究

以复合微生物菌剂降解垃圾的适宜条件为出发点，根据堆肥小试实验结果，确定进料垃圾特性、合理的工艺参数及一次发酵完成时间，结合制备装置材料的保温性、堆肥物料平衡、热量平衡，合理确定反应装置容积、供气方式、操作运行条件，开发了翻转式堆肥反应装置。该装置具有堆料搅拌均匀、进出料简单、供气均衡等特点。     

不同调理剂对2种沉水植物好氧堆肥腐熟效果的影响

为探讨大型沉水植物资源化利用的新途径,防止二次污染,以白洋淀较为丰富的沉水植物为原料,选择湿地底泥、生物炭和微生物菌剂为调理剂进行堆肥实验,共设置6个处理组及2个对照组,以研究不同调理剂对沉水植物好氧堆肥腐熟效果的影响。结果表明,同时添加湿地底泥和生物炭的2个处理组能明显加快堆肥进程,温度可迅速升高到54.8和54.4 ℃,且高温持续时间更长;添加自制微生物菌剂处理组的有机质消耗率和全氮增长率显著高于添加复合微生物菌剂的处理组,添加生物炭和湿地底泥处理组堆肥产品的腐殖化指数(HA/FA)更高;半纤维素、纤维素和木质素的最大降解率分别为43.94%、26.92%和13.54%;堆肥结束时,所有处理的种子发芽指数均大于100%。自制微生物菌剂能显著影响碳、氮的转化进程;而生物炭能更能促进堆肥形成稳定的腐殖质,其腐熟效果较湿地底泥也更加显著。     

厨余垃圾堆肥间歇通风方式的可行性研究

以好氧堆肥成熟的通风方式连续通风为参考,研究了对厨余垃圾好氧堆肥采用间歇通风方式的可行性。结果表明,厨余垃圾好氧堆肥采用间歇通风方式的温度和O2体积分数变化规律与连续通风方式基本一致。腐熟度指标pH、电导率(EC)和发芽率指数(GI)均能达到厨余垃圾好氧堆肥的要求。但是间歇通风不但可以减少鼓风时间,节约成本,而且能够显著降低NH3、N2O的排放,提高总碳(TC)、总氮(TN)的积累,从而提高堆肥产品品质。因此,建议厨余垃圾好氧堆肥过程采用间歇通风方式。