城市污泥堆肥过程中微生物研究

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1、王春铭等：城市污泥堆肥过程中微生物研究465城市污泥堆肥过程中微生物研究王春铭1,2，卢建文3，雷恒毅1*，陈桂珠1，李丕学2，黄洁妍11.中山大学环境科学与工程学院，广东广州510275；2.湛江市环境保护局总工室，广东湛江524022；3.广东省昆虫研究所，广东广州510260摘要：采用平板计数法和最大概率法测定城市污泥堆肥干污泥中主要微生物类群的变化。结果表明，中、高温好氧菌在第6d达到最大值，分别为1.05×1015g-1、5.08×1012g-1；中、高温厌氧菌在第9d达到最大值5.50×105g-1和1.11×105g-1；中、高温好氧纤维素

2、分解菌分别在第3d和第6d达到最大值，分别为2.66×104g-1、3.26×106g-1；整个堆肥过程中，高温厌氧纤维素分解菌数量不断增加；高温放线菌在第3d达到最大值，为1.12×106g-1；中温放线菌、真菌、中温厌氧纤维素分解菌、中温淀粉分解菌、蛋白质分解菌和油脂分解菌在发酵初期迅速下降至零；高温淀粉分解菌、蛋白质分解菌和油脂分解菌在发酵前6d数量上升，随后开始下降。发酵后期，好氧菌中兼性厌氧菌逐渐增多，严格好氧菌逐渐减少；厌氧菌中的兼性厌氧菌逐渐减少，严格厌氧菌逐渐增多。关键词：城市污泥；堆肥；微生物中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：

3、1672-2175（2007）02-0462-05王春铭等：城市污泥堆肥过程中微生物研究465利用堆肥法处理城市污泥，是一条使其无害化及资源化的重要途径。微生物是堆肥发酵的主体，其数量变化对城市污泥的发酵影响很大[1]。各种微生物对不同物质的分解能力和分解速率是不尽相同的，不同温度条件下堆肥过程中出现的微生物种群和数量也截然不同，因此堆肥处理是一个复杂的微生物混合种群生态系统的变化过程。一般地，好氧堆肥中，有机底物的降解是细菌、放线菌和真菌等多种微生物共同作用的结果[2]。嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物[3]，堆肥高温阶段芽孢杆菌成为代表性细菌，此时

4、放线菌是分解木质纤维素的优势菌群[4]。真菌，尤其是白腐真菌可以利用堆肥底物中所有的木质纤维素，由此，真菌的存在对于堆肥物的腐熟和稳定具有重要的意义。传统堆肥法一般都是采用增加营养和改善环境条件的方法，利用堆制原料中的土著微生物来降解有机物，但堆肥初期土著微生物量少，繁殖较慢[5-6]，因此存在发酵时间长、产生臭味且肥效低等问题。许多研究认为，人工加入高效微生物菌剂可以调节菌群结构、缩短发酵周期。早在20世纪40年代，美国就有人通过接种细菌使堆肥时间缩短1~3d[7]。Wakasaki,Akiyama,Matthur等人分别从堆肥中分离出一些微生物作为接

5、种菌剂施用在堆肥中，发现这些微生物可以促进堆肥腐殖化过程，避免堆肥早期pH值下降，提高堆肥氮素含量和促进堆肥过程中磷的可溶性。不少学者已致力于研究堆肥不同阶段起关键作用的微生物，并在自然界进行优质高效菌群的筛选和接种技术的探讨。为了研制可以缩短污泥堆肥处理时间，加快堆肥腐熟进程的微生物制剂。本实验从微生物种类、数量角度出发，通过研究城市污泥堆肥制作过程中微生物数量、类群的变化，反映堆肥代谢情况，阐明其微生物学基本规律，进而指导和促进城市污泥发酵，并为微生物菌剂功能菌种的筛选指明方向。1材料与方法1.1堆制材料堆肥原料为广州大坦沙污水处理厂脱水污泥及麦秸。

6、具体性质见表1。表1堆肥原料的基本性质Table1Thebasiccharacteristicsofthecompostcomponents试验材料w(全C)/%w(全N)/%w(C)/w(N)w(水分)/%污水厂脱水污泥29.552.1114.070%麦秸35.650.6951.70.211.2堆肥化过程及采样将脱水污泥与切碎为3cm的麦秸按w(C)/w(N)为25~30的比例均匀混合，调节混合物料含水率在55%~60%，堆制成1.2m×1.2m×1m的堆体。通风方式是人工翻堆方法，每3王春铭等：城市污泥堆肥过程中微生物研究465d翻堆一次。每次翻堆前

7、从堆体上、中、下部分别多点取样。每个样品约取1kg，混合后立即装入灭过菌的塑料袋中。带回实验室进行计数分析。图1发酵过程中每克干污泥好氧菌及厌氧菌数量变化Fig.1Thequantitychangeofaerobicbacteriaandanaerobicbacteriaofpergramdrysludgeduringfermentation1.3培养基（1）真菌培养基[8]：马丁--孟加拉红；（2）放线菌培养基[8]：改良高氏一号；（3）好氧菌培养基[8]：牛肉膏蛋白胨；（4）厌氧菌培养基[8]：高泽有机氮；（5）好氧和厌氧纤维素分解菌培养基[8]；（

8、6）淀粉分解菌培养基[9]：蛋白胨10g、牛肉膏3g、NaCl5g、可溶性淀粉2