有机生活垃圾不同微生物接种工艺堆肥腐熟度评价

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1、东北农业大学理学硕士学位论文1．2．2好氧堆肥技术研究现状1．2．2．1好氧堆肥的基本原理好氧堆肥：在好氧微生物的作用下，保持垃圾一定的通风量、含水率、温度、C／N，由多个微生物群体因其群落结构演替变化来共同作用实现的动态过程12叭。堆肥过程中的固体和胶状体的有机污染物首先附着在微生物体外，由微生物分泌的胞外酶分解可溶性物质。微生物从分解的有机物中吸收能量，并通过自身氧化还原和生物合成过程，一部分成为新和成细胞的原材料；把另一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放能量供微生物生长【2¨。在不断的堆肥

2、过程中，微生物通过自身的一系列代谢作用将堆料中的大分子有机物分解为简单的、稳定的小分子物质，同时释放出能量，大部分以热量的形式散失，堆料温度不断升高；而另一部分有机物用来参与微生物的新陈代谢，使微生物不断生长，并且衍生出新的微生物拉2l。开始时微生物分解垃圾中较易分解的糖类、蛋白质、脂肪等有机物，同时获得能量和营养以维持微生物的生长繁殖需要，由于易降解的有机物营养丰富，微生物活动剧烈，这时堆体温度维持在30℃．40℃，优势微生物属于嗜中温菌，随着反应热量的不断产生，温度逐渐升高至50℃．60℃，高温微生物代

3、替中温微生物大量生长，很多好热微生物是分解果胶类物质和纤维素类物质强的微生物，因此高温阶段能快速分解垃圾中难降解的物质，同时，高温期能杀死有害微生物和寄生虫卵，并产生腐殖质【2引。但当温度超过65℃，好热放线菌和芽孢杆菌的活动占优势，而好热丝状真菌几乎全部停止活动：当达到70℃以上，一般只有好热芽孢杆菌在活动。当垃圾中的营养成分不能满足高温微生物生长活动需要时，高温微生物会逐渐死亡，中温微生物又活跃起来，从而进一步使垃圾腐熟【24

4、。1．2．2．2影响堆肥的主要因素(1)堆体温度对于堆肥系统而言，温度是影响

5、堆肥工艺过程和微生物活动的重要因素，是堆肥状态的一种表观体现，堆肥温度的高低决定堆肥速度的快慢，直接关系到堆肥的腐熟进程和腐熟质量。在目前的研究中为加快堆肥反应的速度，人为控制堆体温度，从而达到使温度快速上升顺利下降的目的，以减少不必要的时间消刺”】。(2)堆肥含水率在堆肥过程中含水率是一个重要因素，直接关系到堆肥的质量。在好氧堆肥中，微生物是在厨余垃圾颗粒表面的一层薄薄的液态膜中进行有机物的分解的【261。因此微生物在水环境中才能进行对有机物的分解，而过低的含水率不能形成液态膜，从而影响微生物的繁殖。一般

6、认为‘”1，为保证堆肥的顺利进行，堆体含水率控制在40％．70％。(3)pH值4引言pH值能影响堆肥的整个过程。一般认为pH值在7．5—8．5Zf<，是最适宜的，堆肥速率最高[281。一般城市生活垃圾堆肥的发酵初期堆体的pH不进行调整。(4)底物Cflq在堆肥过程中，C／N是微生物在底物的利用率方面的重要参数。C／N过高或过低都不利于堆肥反应进行【291。所以一般都进行人为控制。1．2．3堆肥腐熟度及其评价指标体系1．2．3．1腐熟度定义腐熟度(maturity)即堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到

7、稳定化的程度lj川。堆料中的有机物质通过微生物的活动，最终的堆肥产品要到达稳定化、无害化，即不对环境产生不良影响f31,32】。堆肥产品的使用不影响作物的成长和土壤耕作能力。有机固体废物的堆肥化是使废物中能分解的有机物，在相应的堆肥阶段接种外源微生物，通过微生物菌体有针对性的对堆体内的有机物如：蛋白质、纤维素、半纤维素等的降解，形成稳定的小分子物质，从而达到腐熟的程度。由于微生物的添加工艺和堆肥条件的不同，使相同堆料在发酵后，堆肥的等级有所不同，所以如何又快又好的确定堆肥的腐熟等级对生产实践有重大意义。国内

8、外对于腐熟度的测定方法有很多种，但都具有局限性，确定尚无统一的标准。近年来，研究者从物理学、化学、生物学、光谱学、数学评价法多种方法，并选取多个指标来反映堆肥的腐熟状况【331。如美国加利福尼亚堆肥质量协会建议必须使用2项以上的化学或生物学指标评价堆肥的腐熟度【3引。堆肥高温期(兰55℃)持续时间、C／N降解速率、发芽指数、p(NH3-N)／p(N03_N)、pfN03-N)等指标【2lJ经常被学者采纳运用于腐熟度的评价。因此，腐熟度指标筛选方法及综合评价方法仍需要进行大量的研究工作。1．2．3．2物理评价

9、指标物理评价指标亦称表观分析法，包括温度、气味、颜色等指标。1)温度在堆肥过程中温度会随着堆肥的进行而变化，大体分为三个明显阶段【34】，堆肥初期，微生物代谢旺盛，释放大量热能，堆体温度迅速上升到55℃，接着维持一段时间高温，此时，嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是一系列嗜热性微生物(真菌、放线l窘等)主要分解堆肥中的纤维素半纤维素。随后是堆肥逐渐达到腐熟的冷却阶段，堆肥腐熟后，堆体温度与环境温度趋于一致