城市污泥堆肥高溫菌群的篩選、特性與應用研究.pdf

1、開發(fā)高效堆肥復合菌劑，從根本上優(yōu)化城市污泥堆肥過程，是提高城市污泥處理處置技術水平、改善堆肥產(chǎn)品質量的有效途徑。本研究的目標是從城市污 泥堆肥中篩選出一組既能在堆肥中溫期，又能在高溫期及降溫期生存的菌群，并且這組菌群具有較好的降解堆肥有機物的能力。該菌群不但可以利用污泥這一天然底物，而且還可以降解淀粉、蛋白質、油脂和纖維素等單一有機物，是一組多 功能的混合菌群，為研制可以縮短污泥堆肥處理時間，加快堆肥腐熟進程的微生物制劑奠定重要基礎

2、。本文主要由高溫菌群的篩選、特性及應用三大部分構成。 通過研究城市污泥堆肥制作過程中微生物數(shù)量、類群的動態(tài)變化，反映堆肥代謝情況，闡明其微生物學基本規(guī)律，進而指導和促進城市污泥發(fā)酵，并為微生物菌劑功能菌種的選擇指明方向。實驗結果表明，在發(fā)酵初期應補加一定量的高溫微生物，以加快堆肥發(fā)酵升溫的速度；并且應在堆肥后期補加一定量的厭氧微生物，尤其是厭氧纖維素分解茵，以利后熟。 在確定微生物制劑的研發(fā)方向后，用平板法從城市污泥堆肥

3、篩選到一組高溫 菌群。該菌群由污泥有機質降解菌B1-23、B5-8、M2-5，淀粉分解菌DF1-6、油 脂分解菌ZF4-2、蛋白質分解菌DB1-9及纖維素分解菌QWS6-3組成。經(jīng)鑒定，它們分別是地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)、短小芽孢桿菌(B.pumilus)、高 溫放線菌(TheTmosctinomyces)、凝結芽孢桿菌(B.coagulans)、枯草芽孢桿菌(B.subtilis)。該菌群的成功篩選和鑒定，

4、為菌種功能和特性的進一步開發(fā)研 究提供依據(jù)，并為菌種應用及實現(xiàn)其產(chǎn)品化提供基礎。 通過實驗和分析，定量、定性地了解菌株的適宜培育條件，以期為各菌株及 高溫淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶規(guī)模生產(chǎn)的工藝設計及混合菌群的初始 培養(yǎng)條件研究提供參考。 將各菌株兩兩接種，發(fā)現(xiàn)菌株間可以共存，不存在生態(tài)位重疊的現(xiàn)象。經(jīng)正交實驗優(yōu)化培養(yǎng)后的混合菌群對堆肥樣品有機物降解作用明顯，為菌群的擴大培養(yǎng)及復合菌劑的深入開發(fā)提供了基礎。將

5、高溫菌群擴大培養(yǎng)后制成菌劑。分別在城市污泥堆肥中接種菌劑(CK+菌劑組)和雞糞(CK+雞糞組)，并作空白對照(CK組)。發(fā)現(xiàn)CK+菌劑組臭味消失得比其余兩組快，而且泥樣顏色最深。CK+菌劑組每克干污泥微生物數(shù)量最多、堆體溫度峰值最高、高溫期(55℃以上)持續(xù)時間最長、到達室溫時間最短、有機質含量最低。且CK+菌劑組中脫氫酶峰值、比耗氧速率SOUR峰值及高生物活性持續(xù)天數(shù)、發(fā)芽指數(shù)均優(yōu)于CK+雞糞組、CK組。結果表明，菌劑具有使污泥堆肥處

6、理時間縮短，堆肥腐熟進程加快的能力。 對接種高溫菌群城市污泥堆肥進行生物化學行為研究。結果表明，CK+菌劑組中微生物數(shù)量和脫氫酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶、纖維素酶活性均比其余兩組高，顯示添加菌劑促進了城市污泥堆肥中腐殖酸、氮素及磷元素的形成，提高了纖維素分解的效率，堆肥成品肥力增加，質量得到改善。 接種城市污泥堆肥過程分階段反應動力學有助于較深地了解堆肥系統(tǒng)和競爭過程的復雜性。通過實驗結果計算得到城市污泥升溫一高溫階段

7、堆肥反應接種和不接種動力學方程分別為：其中：v為堆肥反應速率，g·kg<'-1>·h<'-1>；X為微生物質量濃度，g·kg<'-1>。 城市污泥高溫一降溫階段堆肥反應接種和不接種動力學方程分別為： 其中：V為堆肥反應速率，g'kg<'-1>·h<'-1>；S為底物質量濃度，g·kg<'-1>。 最后，對堆肥成品進行檢測?？芍砑泳鷦┒逊食善奉伾屎诤稚心嗤恋姆枷阄?，不吸引蚊蠅，其pH值為7.2，C／N為16