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1、西安工程大学学报JournalofXi’anPolytechnicUniversity第23卷第1期(总95期)2009年2月Vol.23,No.1(Sum.No.95)文章编号:16712850X(2009)0120067204接种对蔬菜废物高温好氧堆肥降解的影响郭雅妮,申恒钢,同帜,仝攀瑞(西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048)摘要:研究不同接种方法对蔬菜废物高温好氧降解的影响,探讨不同降解阶段的生物质降解情况.结果表明,接种率越高,越有利于蔬菜废物的降解;分段接种比菌悬液接种更有利于蔬菜废物中有机物的降解,尤其是对纤维素的降解;以生物质降解状况为依
2、据的接种,在堆肥原料季节性变化的条件下,可优化微生物接种的效果.关键词:蔬菜废物;高温;好氧降解;接种中图分类号:X705文献标识码:A0引言目前,堆肥工艺优化主要有两个方向,一是探求堆肥过程中影响微生物生长代谢的含水率、温度、C/N[122]等环境参数的优化阈值,并发展相应的工艺控制方法,其中温度是影响堆肥原料降解的主要因素,而且[324]高温有利于降解;另一个则是在堆肥过程中,通过选择性接种菌剂来优化堆肥过程的微生物生态,以加[526]速并改善堆肥质量.本文通过对典型蔬菜废物,进行菌悬液不同接种率和分阶段接种的高温好氧堆肥实验,以不同生物质分类组成表征其降解过程,分
3、析总有机物降解差异及生物质分类降解的对应关系,探讨堆肥过程中菌种对有机物降解的影响,为堆肥过程中菌剂接种的应用提供理论依据.1实验1.1材料与菌种(1)原料莲花白、芹菜,取自西安郊区的农贸市场,用自来水去泥后待用.(2)接种微生物①提取西安市邓家村污水厂回流污泥,污泥离心后取固相作接种用;②用莲花白叶和芹菜叶腐熟物提取菌液,作为菌悬液菌种.1.2仪器10122AB型电热恒温鼓风干燥箱、TCW232B型马弗炉、KXL21010控温消煮炉、KDY29820凯氏定氮仪、DKZ22电热恒温振荡水槽、AG285电子天平、pH22S酸度计.1.3实验方法实验前先将蔬菜废物自然风干至
4、含水率85%左右,再人工破碎至粒径5～10mm;实验时,称取总重约45g的废物装入已称重的0.25L锥形瓶(m瓶)中,再按废物质量的30%(13.5g)添加经自来水浸洗3次的级配碎石(粒径6～8mm),以防止物料结块并改善氧扩散条件;实验共设置4组物料,3组分别按m菌悬液/m物料=3%,5%,7%(干基)的比例接种菌悬液,一组在前期接种污泥,在后期接种菌悬液;将以上物料混匀,称量反应瓶总重后放入恒温摇床内进行好氧降解实验,实验温度保持在(50±1)℃,每组设置10个收稿日期:2008210217通讯作者:郭雅妮(19722),女,陕西省洛南县人,西安工程大学副教授.E2
5、mail:guoyani2002@yahoo.com.cn68西安工程大学学报第23卷0.25L反应瓶;在实验过程中每组各取样5次,每4d取一次样,每次取出2个反应瓶以满足对实验与分析平行性检验的需要.实验开始后,前4d每隔4h搅拌一次,以保证反应瓶中氧气浓度高于10%,之后每天上午、中午和晚上固定时间进行人工搅拌,以保证供氧和防止物料结块.1.4分析指标及方法每次取出锥形瓶后,先称重m未,然后取一定量的物料与水按1∶10的质量比混合振荡,取其上清液测试pH.剩余物料在100～105℃下干燥4h,测含水率,再取一定量已干燥物料于550℃灼烧4h,测其灰分.有机物降解率为
6、η.η=[m初物料×W1×(1-r1)-(m未-m瓶-m石块)×W2×(1-r2)]/[m初物料×W1×(1-r1)]×100%.式中,W1,W2为初始、末端物料含水率;r0,r为初始、末端物料灰分含量.剩余干燥样品剔除石块后,磨碎至40目以下,用于其他指标测试.实验中分析指标(测定方法)主要有挥发性固体(灼烧法)、灰分(灼烧法)、淀粉(3,52二硝基水杨酸法)、蛋白质(凯氏定氮法)、脂肪(索氏提取法)、纤维素(72%硫酸法)、水分含量(烘干法)及pH(酸度计)等.2结果与讨论2.1蔬菜废物中总有机物的降解不同菌悬液接种率下蔬菜废物总有机物的降解率见图1,2.图1莲花白
7、总有机物降解率图2芹菜总有机物降解率—◆—3%接种率;—■—5%接种率;—▲—7%接种率从图1～2可以看出,提高接种率有利于总有机物的降解.对于莲花白,在第4d时,接种率为3%,5%,7%的总有机物降解率分别为32.4%,38.3%,41.4%,最高值与最低值相差9%;末期(第20d时),三者差距明显变小,分别为50.7%,54.5%,54.7%,最高值与最低值仅差4%.芹菜总有机物的整体降解水平不如莲花白.这是由于初期接种率高,营养充足,微生物繁殖旺盛导致有机物降解充分,但后期接种率对微生物数量影响不大从而导致有机物的降解水平差异变小.
