堆肥微生物种类及特点.ppt

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1、堆肥微生物种类及特点2011级环境科学李姝目录一、堆肥研究背景二、堆肥简介三、堆肥过程中的微生物的种类和数量四、堆肥过程中的各微生物特点五、举例——好氧堆肥反应过程六、小结堆肥研究背景人类为满足自身活动的需要，在生产和生活过程中会产生大量的有机固体废弃物。这些有机固体废弃物主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、城市生活垃圾以及污水处理厂污泥。法国1988年8000个城市污水处理厂产生600000t污泥,日本的公共污水处理系统一年产生2200000m3污。在我国，年产各类作物秸秆6亿多吨,而预计至2015年年末，我国脱水污泥年产量将超过2600万吨。其处理处置已成为人类面临的重要问题之一

2、。堆肥是堆肥化过程的生物降解和转化产物，已被许多国家和地区所接受，成为处理有机固体废物的有效方法一。堆肥化的实质是微生物在适宜条件下的代谢作用。国内外学者对堆肥微生物学进行了广泛研究。微生物在堆肥过程中扮演着重要角色，不仅与堆肥周期、堆肥质量密切相关，还与臭味控制、氮损失紧密相关。因此，堆肥微生物种类及其特点的研究对开发堆肥微生物资源，加速堆肥过程，缩短堆肥周期等具有重要意义。堆肥简介堆肥是在微生物作用下，通过发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程，在微生物分解有机物的过程中，不但生成大量可被植物吸收利用的有效态氮、磷、钾化合物，而且又合成新的高分子有机物——腐

3、殖质，它是构成土壤肥力的重要活性物质根据处理过程起作用的微生物对氧气不同需求，可以把有机废弃物堆肥处理分为：好氧堆肥：在有氧条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体的过程。厌氧堆肥：在不通气的条件下，将有机废弃物进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃物无害化的过程。堆肥方式与好氧堆肥法相同，但堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害化所需时间较长。堆肥过程中的微生物的种类和数量通过研究表明：细菌和霉菌

4、是堆肥过程中的优势类群，芽孢杆菌和曲霉菌是优势种细菌：是中温阶段的主要作用菌群，对发酵升温起主要作用；放线菌：是高温阶段的主要作用菌群；芽孢杆菌、链霉菌、小多孢菌和高温放线菌是堆肥过程中的优势种微生物种类繁多，大致分类如下对45℃堆肥样品分离5次后，取得菌株57株，鉴定其中12株得到曲霉属2株、芽孢杆菌属7株、肠道杆菌属1株、假单胞菌属1株。对55℃堆肥样品分离取得32株，鉴定其中7株得乳酸杆菌属1株、芽孢杆菌属3、假单胞杆菌属1株、链球菌属1株、小单孢菌属1株，并得出，在45℃所分离的各菌株，其蛋白酶活性均适宜于45~55℃，55℃所分离的菌株，其蛋白酶活性最佳温度在55~6

5、5℃。研究发现堆肥过程中微生物群落结构的变化表明，微生物量先升后降，而微生物群落多样性一直连续增加。例如：革兰氏阳性菌在堆肥起始阶段随着堆肥温度的上升而迅速增加，随后随着堆肥温度的下降而逐渐减少。革兰氏阴性菌和真菌在堆肥温度达到约50℃之前增加，但是，在高温期反而减少。当堆肥温度由高温降至50℃时，二者又出现增加。堆肥过程中的各微生物特点一、堆肥过程微生物菌种的变化二、细菌特点三、真菌特点四、放线菌特点一、堆肥过程微生物菌种的变化堆肥物料中一般均含有大量的土著微生物群。当适宜条件时，微生物迅速生长繁殖，中温微生物数量快速增长，堆肥温度随之上升；当达到不适于中温微生物生长繁殖的温

6、度时，尽管中温微生物数量还会进一步增长，但其生长繁殖速度减慢或结束。这时，嗜热微生物逐渐取代中温微生物。二、细菌特点细菌凭借其大的比表面积，可快速利用可溶性物质，在数量上通常要比体积更大的微生物（如真菌）多得多。有些细菌，例如芽孢杆菌，芽孢杆菌属的一些种，如枯草芽孢杆菌（地衣芽孢杆菌和环状芽孢杆菌是堆肥高温阶段的代表性细菌，它们能形成很厚的孢子壁以抵抗高温、辐射和化学腐蚀等不良环境。嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。研究表明，在城市污泥堆肥过程的初始阶段，嗜温细菌最为话跃，其数量为8.5×108~5.8×109／g干重样品，随着温度达到最大值，其种群数量达到最低；在降温阶段，

7、嗜温细菌的数量又有所回升。Beffa等曾经在堆肥过程中的高温期筛选出嗜热菌属，这些细菌能够在65℃以上，甚至高达82℃的垛温下生长。三、真菌特点嗜温性真菌（地霉菌）和嗜热性真菌（烟曲霉）是堆肥生料中的优势种群，其他一些真菌，如担子菌、子囊菌、橙色嗜热子囊菌也具有较强的分解木质纤维素的能力。但随着温度的升高，真菌的菌落数开始减少，在64℃时，所有的嗜热性真菌几乎全部消失。当温度下降到60℃以下时，嗜温性真菌和嗜热性真菌又都会重新出现在堆肥中。研究表明，酵母菌和丝状真菌的数量在污泥堆肥进入高温期