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。     

餐厨垃圾和绿化废弃物换向通风好氧堆肥

以某高校餐厨垃圾和绿化废弃物为原料,利用一种换向通风的堆肥降解装置对其进行好氧堆肥处理,研究了2个进气温度(35℃、45℃)和3个通风速率(1.5、2.5和4 m3/h)6个处理组对堆肥原料理化性质(堆体温度、含水率、pH值、有机质含量、C/N、种子发芽指数)的影响。餐厨垃圾和绿化废弃物进行15 d好氧堆肥后,pH值上升到7左右,有机质含量达到20%~80%,C/N都降到20以下,种子发芽指数均大于50%。经过1个月腐熟,其含水率≤30%。上述指标符合有机肥料标准(NY525-2011)的要求,该堆肥产物可用于园林绿地,具有显著的经济效益和生态效益。本研究结果表明,将城市餐厨垃圾和绿化废弃物混合后进行好氧堆肥是废弃物处理的高效工程,具有良好的发展前景。     

辅料比例对餐厨垃圾好氧堆肥及微生物特性的影响

添加不同质量米糠为堆肥辅料与餐厨垃圾混合进行好氧堆肥,通过调节堆体含水率和C/N,旨在考察不同辅料比例条件下堆肥理化特性变化规律及微生物酶活变化情况。结果表明,餐厨垃圾∶米糠质量比分别为3∶1、4∶1和5∶1的堆体均能进入高温阶段,高温阶段持续5~6 d,其中3∶1处理升温最快,最高温度可达70.9℃。堆体pH上升至7.5~8.5,初期水萃COD/TN快速下降至10左右,周期结束时含水率和有机质削减量分别为21%~30%和27%~37%。5∶1处理C/N下降最多,GI50%,达到基本腐熟,而其他2个处理腐熟效果不佳。在堆肥过程中,与水解进程相关的蔗糖酶活性高峰出现在升温阶段,而与氧化还原过程相关的脱氢酶活性随时间不断增大,腐熟度增加。     

餐厨垃圾连续堆肥处理系统中试研究

餐厨垃圾是影响城市环境重要的污染源,其处理尤其是就地堆肥处理近年来受到重视.为了利用园林绿化基质作为餐厨垃圾堆肥的水分调节材料,按照1:1体积比进行连续堆肥,研究添加园林绿化基质对餐厨垃圾堆肥过程中理化指标的影响,为餐厨垃圾无害化处理提供科学依据和技术指导.结果表明,物料堆肥升温启动迅速,第3天就达到50℃,高温持续10 d以上,达到无害化要求;堆肥最终减容率达到53％以上,减量化效果明显;物料总氮和总磷含量呈升高趋势,总有机质含量降低,肥料营养元素含量在6％以上,符合有机肥国家标准(NY525-2002).总的来说,园林绿化基质作为调理剂与餐厨垃圾联合堆肥方法可行,减量化效果好,品质符合标准.     

不同菌种组合对发酵残余物好氧堆肥进程及氮素变化的影响

适宜菌剂组合对于初始电导率（Electronic conductivity,EC）较高的发酵残余物二次干化腐熟效果具有重要影响。通过在发酵残余物（猪场沼渣、城市生活污泥）好氧发酵过程中添加不同菌种组合,研究堆肥腐熟指标变化,特别是不同形态氮素指标变化,以期更好提升发酵残余物的干化和腐熟程度。结果表明：F3菌剂组合处理高温期达16 d,最高温度为69.5℃,最早进入腐熟阶段,全氮损失比例最少,为8.72%;对照组在高温期（14 d、69.3℃）及全氮损失比例（9.21%）指标上仅低于F3处理组,表明自然堆体存在耐盐菌种;在促进堆肥腐熟效果方面,霉菌起着关键的作用,堆肥后期酵母菌的存在促进堆体腐熟度的提升;菌种比例和种类的合理设置对于堆体腐熟度提高的重要性要高于活菌添加量;在堆肥保氮过程中,真菌（霉菌和酵母菌）起着重要作用。F3处理（即芽孢杆菌：霉菌：酵母菌=1：2：2）,是实现发酵残余物快速高效堆肥的理想菌剂配方,其他复配菌种组合保氮效果改良侧重点各不相同。     

添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥氮素转化与损失的影响

研究添加腐熟污泥对垃圾好氧堆肥过程中氮素转化与损失的影响,实验设置生活垃圾与腐熟污泥质量比分别为1∶1、2∶1和4∶1,以单独生活垃圾为对照,主要监测堆肥过程中固相（TN、氨氮、硝态氮和亚硝态氮）和气相（NH3和N2O）中氮素转化规律。结果表明：与单独生活垃圾相比,生活垃圾与腐熟污泥比例为1∶1和4∶1时,有机氮与TN损失明显减少;至堆肥结束4组堆体铵态氮与硝态氮相较于堆肥初期均有不同程度提高,其中4∶1组铵态氮与硝态氮提高最多,分别为32.3%和86.1%;亚硝态氮含量在整个堆肥过程中一直处于下降趋势;腐熟污泥的添加使物料堆肥过程中氨气和N2O的释放量随着腐熟污泥添加量的增加而减小。总体而言,由于腐熟污泥对氨气良好的吸附性能和其含有的大量亚硝酸盐氧化菌,加入堆肥后减少反硝化途径N2O的产生,从而减少生活垃圾堆肥过程中氮素损失和温室气体的释放。     

新型复合菌种降解餐厨垃圾

餐厨垃圾占我国目前的城市垃圾结构的比例为30%~50%,采用微生物技术是实现餐厨垃圾减量化,资源化和无害化的有效方法。本研究引进日本东北大学选育的复合菌种,利用菌种将餐厨垃圾发酵分解成有机肥料,探究复合菌种降解效果及产出物的可用性,并对中试微生物处理机操作条件进行优化。结果表明,复合菌种处理餐厨垃圾减量率85%以上,升温快速,高温维持时间较长,腐熟时间较短,腐熟彻底。Fluent软件模拟结果显示：中试采用七叶桨搅拌器优于五叶桨,搅拌转速为6 r·min-1时,经济性和混合效果均较佳。     

添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥物料理化性质及温室气体释放规律的影响

研究了添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥物料理化性质及温室气体释放规律的影响。结果表明:(1)在生活垃圾中添加腐熟污泥进行堆肥,可降低堆肥物料的含水率,缩短整个堆肥周期;添加腐熟污泥还可以缓解堆体的酸化程度,促进有机质的降解,使C/N更适合微生物的生长和繁殖。(2)CO_2和CH_4两种温室气体的释放主要集中在堆肥高温期,CO_2释放量随腐熟污泥添加量的增加而增加,而CH_4释放量随腐熟污泥添加量的增加而减少。     

添加VT菌剂和有机物料腐熟齐对堆肥的影响

通过在高温好氧堆肥中分别添加VT菌剂和有机物料腐熟剂,研究接种3％o的VT菌剂和有机物料腐熟剂促进堆肥的作用效果。结果表明,接种VT菌剂的处理与空白和接种有机物料腐熟剂的处理相比,堆肥初期升温更快;高温期更长;堆肥结束时,C／N降低的多,NO3-N增加的多,NH4-N挥发的少,接种VT菌剂和VT有机物料腐熟剂都可促进有机质的充分降解,缩短堆肥时间,加快堆肥腐熟,提高堆肥肥力。     

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。     

沉水植物与2种不同辅料混合好氧堆肥

沉水植物富含氮、磷和钾等营养元素,通过堆肥实现营养物质的回收和利用是沉水植物资源化的有效途径。但是沉水植物含水率高、碳氮比低,需要对其进行一定的优化才能实现更好的堆肥效果。本研究采用麦秸、树叶分别作为辅料和沉水植物进行混合好氧堆肥实验,沉水植物好氧堆肥作为控制组。通过测定温度、挥发分、耗氧速率、电导率、种子发芽率（GI）、总氮、总磷和总钾等以评价堆肥产品的腐熟度和养分。结果表明,沉水植物好氧堆肥具有一定可行性,堆肥产品总养分含量为6.01%,符合有机肥使用标准（NY525-2012）中对总养分的要求,具有较好腐熟度,但堆肥产品pH值为8.90,大于标准值8.50,氮素损失率为35.11%;通过分别添加麦秸、树叶与沉水植物混合堆肥,堆肥产品pH值分别为8.33和8.24,氮素损失率分别为20.25%和11.21%;由电导率、GI、碳氮比综合分析3组堆肥产品腐熟度从高到低顺序为沉水植物与树叶 > 沉水植物与麦秸 > 沉水植物。通过添加富碳辅料如麦秸、树叶与沉水植物混合堆肥可以提高堆肥产品腐熟度,减少氮素损失提高肥效。     

Co-composting of spent coffee ground with olive mill wastewater sludge and poultry manure and effect of Trametes versicolor inoculation on the compost maturity

The co-composting of spent coffee grounds, olive mill wastewater sludge and poultry manure was investigated on a semi-industrial scale. In order to reduce the toxicity of the phenolic fraction and to improve the degree of composting humification, composts were inoculated with the white-rot fungus Trametes versicolor in the early stages of the maturation phase.During composting, a range of physico-chemical parameters (temperature and both organic matter and C/N reduction), total organic carbon, total nitrogen, elemental composition, lignin degradation and spectroscopic characteristics of the humic acids (HAs) were determined; impacts of the composting process on germination index of Hordeum vulgare and Lactuca sativa were assessed. The coffee waste proved to be a highly compostable feedstock, resulting in mature final compost with a germination index of 120% in less than 5 months composting. In addition, inoculation with T. versicolor led to a greater degree of aromatization of HA than in the control pile. Moreover, in the inoculated mixture, lignin degradation was three times greater and HA increased by 30% (P < 0.05), compared to the control pile. In the T. versicolor inoculated mixture, the averages of C and N were significantly enhanced in the HA molecules (P < 0.05), by 26% and 22%, respectively. This improvement in the degree of humification was confirmed by the ratio of optical densities of HA solutions at 465 and 665 nm which was lower for HA from the treated mixture (4.5) than that from the control pile (5.4).     

固态微生物菌剂的制备及其在好氧堆肥中的应用

与液态微生物菌剂相比,固态菌剂的保藏时间长,菌种不易退化失活,且便于存储及运输,对降低菌剂运输及使用成本具有重要意义。在优化固态微生物菌剂制备关键影响因素的基础上,通过3因素3水平正交实验获得了最佳制备方法,即以腐熟物料作为载体,投加4%的海藻糖,含水率为15%。将所得固态微生物菌剂保存一定时间后,以食品厂污水处理剩余污泥和玉米秸秆的混合物为堆肥原料进行好氧堆肥,发现不同保存时间的固态微生物菌剂的堆肥效果相近,均可使堆体在18 h左右进入55 ℃以上的高温期,高温持续时间长,所得堆肥产品的理化性质也相差不大,且均符合我国生物有机肥标准(NY 884-2012)中的相关要求,所得固态菌剂的制备方法具有重要的实际价值。     

Effects of lime amendment on availability of heavy metals and maturation in sewage sludge composting

A batch composting study was performed to evaluate the feasibility of co-composting sewage sludge with lime, aiming at reducing the availability of heavy metals in the sludge compost. Sewage sludge with sawdust as bulking agent was amended with lime at 0, 0.63, 1.0, and 1.63% w/w, and composted for 100 days in laboratory batch reactors. The changes in temperature, pH, electrical conductivity (EC), and extractable heavy metal contents were measured while compost maturity was determined by C/N(organic) and cress seed germination during the composting period. Liming raised pH of compost effectively at the initial stage of composting and caused a decrease in EC through precipitation of soluble ions. Lime amendment also significantly reduced water-soluble and Diethylene triamine pentracetic acid (DTPA)-extractable metal contents. The maximum reductions were 60 and 40% for Cu, 80 and 40% for Mn, 55 and 10% for Zn, and 20 and 25% for Ni at the end of the composting period for the lime-amended sludge as compared to the control. In spite of the inhibitory effect of lime amendment on the decomposition activity of sewage sludge, all treatments reached maturation after 63 days of composting as indicated by the results of C/N(organic) ratio and cress seed germination test results. A lime amendment of < or =1.0% is recommended to co-compost with sewage sludge.     

初始含水率对人粪污好氧堆肥腐熟及微生物群落结构变化的影响

为探究人粪污好氧堆肥最佳工艺参数,探究初始含水率对人粪污好氧堆肥腐熟及微生物群落结构变化的影响。以人粪污为原料,玉米秸秆为调理剂,设置初始含水率55% (MC55) 、60% (MC60) 和65% (MC65) 3个处理组,在60 L的密闭发酵罐中堆肥30 d。结果表明,在不同初始含水率条件下,堆肥产品均可达到腐熟标准,堆肥产物没有作物毒性 (GI>80%) 。MC60和MC65处理堆肥产物均已达到无害化卫生标准,MC55处理堆肥产物未达到无害化卫生标准,其粪大肠菌群数依然高于10² MPN·g⁻¹。3组处理中,细菌丰度均高于真菌,MC65有助于提高堆肥过程中细菌丰富度与多样性,但MC60可提高真菌多样性。3组处理间主要细菌门和真菌门组成一致,MC65处理增加了腐熟期拟杆菌门和担子菌门的相对丰度。升温期和高温期3个处理优势细菌属具有明显差异;腐熟期MC60和MC65处理细菌属组成具有相似性,MC55和MC65处理真菌属随时间的变化具有相似性。MC65处理增加了高温期Bacillus和Meyerozyma的相对丰度,增加了腐熟期uncultured_bictureium和Coprinopsis的相对丰度。MC对真菌演替的影响大于细菌,随着堆肥的进行,MC对微生物群落结构的影响逐渐减小。MC65处理高温期持续时间最长,堆肥产物粪大肠菌群数最低,增加了腐熟期木质素降解菌的相对丰度,是人粪污好氧堆肥最佳初始含水率。本研究结果可为优化人粪污好氧堆肥工艺参数提供参考。     

基于污泥堆肥产物与余泥渣土制备的人工土壤的理化性质分析与评价

为实现污水厂污泥及余泥渣土的协同处理和资源化利用,以“两步法”制备人工土壤,考察不同配比条件对人工土壤理化性质的影响。结果表明：污水污泥与3种不同辅料 (玉米秸秆、菌菇渣、木屑) 配比后进行好氧堆肥,堆肥结束后腐熟度符合国家相关标准要求,将污泥堆肥产物和余泥渣土制备得到人工土壤,其理化性质与天然土壤类似。堆肥添加量能显著影响人工土壤水稳性团聚体、pH值、EC、有机质、总氮及有效磷含量,在人工土壤种植应用时,污泥+玉米秸秆的堆肥种植效果最好,采用改进的内罗梅综合指数法进行综合评价,综合考虑,污泥+玉米秸秆堆肥产物添加量为30%、余泥渣土添加量为70%和污泥+玉米秸秆堆肥产物添加量为50%、余泥渣土添加量为50%是最优质的人工土壤,污泥+木屑堆肥次之,污泥+菌菇渣堆肥效果最差。     

复合腐秆菌剂对稻草腐熟过程的影响

为了研究复合腐秆菌剂对稻草好氧堆肥的影响,采用好氧堆肥技术,设计了不接菌（对照）和接种复合菌剂2个处理,探讨堆肥过程中堆体温度、pH、有机质、C/N、发芽指数的变化。结果表明,接种复合腐秆菌剂堆体初期温度上升迅速,最高温度达到60℃,高温发酵阶段维持了12 d;与对照相比,接种复合腐秆菌剂对pH值、容重与孔隙度、有机质、C/N变化影响不大;但增加堆体全氮的含量,提高堆肥产品的质量,种子发芽率在第20天迅速上升,最大值为93%。显然接种复合腐秆菌剂促进好氧堆肥迅速起温,提高了堆肥的腐熟质量。     

投加方式和通风速率对脱水污泥堆肥效果的影响

为了在降低能耗的前提下获得更高的污泥堆肥效率和提高堆肥产品质量,利用梨形筒式好氧堆肥反应器,设置2种物料投加方式和3种通风速率,研究堆肥过程中温度、含水率、总氮以及发芽指数（GI）的变化特性。结果表明,与间歇式堆肥相比,连续式堆肥可以显著提高堆体温度和堆体腐熟度,降低堆体含水率及缩短腐熟期,但氮素损失也显著增大（P-1的连续式堆肥,堆体维持高温时间最长,且最终温度稳定在较高温度47～48 ℃,堆末含水率最低,氮素损失处于三者的中间水平,腐熟期最短。综合分析,在通风速率为1.95 L·min-1的连续运行方式下,梨形筒式反应器用于污泥稳定高效堆肥是可行的。