高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用

第２２卷第５期

２《Ｊ（）１年９月

环境科学

ＥＮＶＩＲｏＮＭＥＮＴＡＬＳＣＩＥＮＣＥ

Ｖｏ【２２．Ｎｏ５ＳｅｐＬ，２００ｌ

高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用

席北斗１，刘鸿亮２，孟伟２，李捍东２，王庆生２（１清华太学环境科学与上释系．北京ｌ（１（）（）８４，Ｂ

ｍａｉｌ：Ⅺｂｅｌｄｏｕ＠２６３ｎｃｔ；２中国环境科学研究院，北京１０００１２）

摘要衍０用高教复合微牛物菌群对生活垃圾和污泥混合堆肥．通过测定堆肥过程中总菌数、温度、有机物、ｃ／Ｎ比等，较系统地研究了高教复合微牛物菌群在生活垃圾、污泥混合堆肥系统中的作用试验证明：在生活垃圾和污泥共堆肥系统中．调节堆料比为厨房垃圾：朽泥：粉煤灰土：成熟堆肥污泥：十苹＝４１．６：２７．８：１３．８：１１．１：５．５．有机物约为６０％，总氯１４％．全磷（）６９％，全钾１２５％；初始含水率为５８．５％，神始Ｃ／Ｎ比＝３０；供气量控制在０．８Ｌ／Ⅱ?一ｎ?ｋ挥发眭有机物，处理ｌ、处理２、处理３堆料中分别接种２％、３％、５％（质量分数）的高敛复合微牛物蔺群，与加人３％火活菌的对照纽进行对比实验对照组，处理１、处理２和处理３堆肥系统垃圾腐熟时Ｍ分别为

３（）ｄ、２４ｄ、１８ｄ和Ｉ

２ｄ；说明高效复台微生物菌群口Ｊ＿以加速牛活垃圾和污泥的降解，保证堆肥过稃的顺利进行处

理３与对照组相比，堆廊时间缩碰了１８ｄ，同时成品堆肥中含有大量具有牛物活性的微生物，是?种良好的生物活性有机肥料

关键词：高教复台微牛物菌群；堆肥；温度；ｃ／Ｎ比；有机物

中图分类号：ｘ１７２．ｘ７【】５

文献标识码：Ａ文章编号：（）２５０＿３Ⅻｌ（２∞Ｉ）０５

０４

０１２２

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生活垃圾和污泥发酵后町作为有机肥料，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污染物，但传统堆肥法存在发酵时间艮、产生臭味且肥效低等问题．本研究采用接种高效复合微生物菌群进行生活垃圾、污泥混合

堆肥，町提高有机污染物的生物降解率…高效复合微生物菌群（ｈｉｇｈ

ｃｎＪｂｉａｌ

ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ

ｃ（ｍｐｌｅｘ

ｍｉ

ｃ㈣ｍｌｕｎｉｔｙ）是由酵母菌、放线莆、乳酸

菌、罔氮菌、纤维素分解凶等多种微生物经特殊

作者筒介：席北斗（１９６９～），男，博士研究牛收稿日期：２０００１２ｌ】７

万方数据　

５期环境科学

方法培养而成，这些微牛物依靠相互问执同作用，迅速分解垃圾巾的有机物，并代谢出扰氧化物质，生成复杂而稳定的生态系统，增加堆肥中的含氮量，抑制有害微生物的生长繁殖…．１试验

１．１

度一般控制在５％、１５％范围内，供氧速度如

无特别情况定为０．８Ｌ／抽抽?ｋｇ挥发性有机物．

堆层透气性由Ｈ，ｓ气体浓度控制，一旦Ｈ，ｓ体

秋分数超过５×１０“，堆层即需要重新刹动．通过控制系统温度控制在６５℃以下，当超过６５℃时自动报警，可以通过增加供气排出一部分热

试验材料

菌种：高效复合微生物菌群（自制），生活垃

量，湿度控制在５８．５％（整个堆肥过程），每天

从反应器中取出１５０９样品，进行牛物化学分

理厂）．

仪器：烘箱、堆肥反应器、０２一Ｈ２ｓ测定仪、培养荩：主要有胰蛋白胨、Ｎａｃｌ、Ｋ，ＨＰ吼、

试验方法

ｌ

高设复合微生物菌群的混台培养

取５００ｍ１培养基装入１０００ｍ１锥形瓶，以体２．２

高敛复合微生物菌群对垃圾处理效果

的影响

堆肥反应装置如图１所示．

１气象２气体流量ｆＩ３反应堆４滞差控制装骨

５噎温箱＾气体测定仪７过滤装置

囤ｌ堆肥试验装置

Ｆｉｇ

１

Ｓｃｈｅｎ碡ｔｉｃｄｉａｇｒａｎｌ。ｆ

ｅｘｐｅ㈨ｅｎ忸ｌ

ｒｅａｃｔｏｒｓｅｔ

ｕｐ

反应器出口与Ｕ—Ｈ，ｓ测定仪、ｃ０２测定

Ｈ。ｓ、ｃ０２气体浓度．堆体万　

方数据析

反应器有效容积５０Ｌ，堆料共重２５ｋ冀，堆料比：厨房垃圾：污泥：粉煤灰土：成熟堆肥污泥

：十草二４１．６：２７＿８：１３．８：１１．１：５．５，Ｃｄ＝３０，

含水率６０％左右，有机物６０％，总氮１．４％，全磷Ｏ．６９％，全钾１．２５％，重金属台量（ｍｇ／ｋｇ）：

Ｃｕ５０，Ｚｎ３００，Ｐｂ６０，Ｃｒ２５，Ｎｊｌ２，ｆⅪ０．５，Ｈｇ

１．５．将上述配好的堆料分别装入反应器，按表ｌ加入高技复合微生物菌群．

１

３分析监测方法

耗氧速率：以最人供氧速率供氧２０

ｍｉｎ，

使出｜Ｉ含氧量在２０％以上，然后关闭供氧阀

ｆＪ，测定氧随时间变化率，既为耗氧速率．

浸提液取法：崮体样品和蒸馏水按ｌ：１０

（Ⅵ，／ｖ）比例混合，机械振动仆，离心过滤，离

心机转速１０００ｒ／ｍｉｎ，用０．４５ｌｔｍ膜过滤，对浸提液进行化学分析：凯氏定氮法测定样品中的含氮量，标准重铬酸钾法测总有机碳

活菌数的测定采用半板计数法．

表１堆料接种情况

Ｔ“１ｅ１ＴｈｅｒａｔｈｏｆａｄｄｊｎⅡＨＥ（：ＭＣ

处理

披种徽生物接种量（质量分数）／％

对照组

灭滔隋

ｌ高效复台微生物菌群２高效复合微生物菌群３

高教复台微斗物菌群

温度

对于堆肥系统而古，温度是堆料中微生物

生命活动的重要标志，堆肥的日的是为了使堆

间，使有机物降解并杀死其中的病原茼．本试验

圾（中国环境科学研究院），污泥（北小河污水处ｃ０２测定仪等

琼脂、土豆提取液、葡萄糖、麦芽汁、酵母汁、蒸馏水等

１．２

１．２积分数１０％的接种量接种，种菌为高效复合微生物菌群，于３０℃、１５０ｒ／ｍｌｎ（偏心距２．６ｃｍ），

摇床振荡培养，定期观察，用平板计数法每４８ｈ

测定一次活菌数

１２试验结果与讨论

２．１

仪相连，在线峪测０２供氧出供氧泉和气体流量计控制，出口氧气浓

体温度快速上升、并在适宜的温度维持一段时

１２４

环

境科学２２卷

利用堆料反应热自然升温，观察温度变化研究总数慢慢增长；当温度在５５℃～６０℃，嗜温茼高效复合微生物菌群对堆肥过程的影响如图受到抑制，嗜热菌开始活跃；当温度大于６０℃，

２所示

０…㈣４０…¨７２Ｒ０…ｌ¨ｌｌ…１２日１３ｂ

Ｈｆ舢

图２堆肥过程中温度的变化

对照组堆肥系统所能达到的最高温度为６０℃，达到最高温度的时间为６０ｈ；而接种高效复合微生物菌群的处理１、处坪２、处理３所能达到的最高温度及达剑最高湿度所用的时间分别为生物，增加了初始堆层中微生物数目，从而加速了堆料中有机物的分解，使堆温迅速引到理想的高度，提高堆肥效率堆肥的特点是利用好氧性微生物的活动分好氧性细菌有较高的密度和稳定性，因此，分析丁了解堆肥过程具有重要意义”试验采用平板计数法测定堆肥过程中活菌数的变化，因为图３中ＣＦＵ足ｃｏｌｏｎｙｆｏｒｍｕｎｉｔ的缩写３菌数出现２个峰．原囚如下：堆肥初期接种高效复合微生物菌群，使堆料中含有大量细菌，微生物分解有机质使堆温上升，常温菌数随之增长；当温度上升到４０℃左右，常温菌受到抑制，总菌数有所下降；嗜温细菌此时慢慢增长繁殖，细

万　

方数据嗜热菌部分死亡或体眠，细菌总数和堆肥温度均开始下降由此可见，高效复合微生物菌群形成了一个复杂而稳定的生态半衡系统，增强ｒ微生物对新环境的适应能力；囚此在整个堆肥过程中，细菌总数可保持椎对稳定，能快速完成整个堆肥过程

图３堆肥过程中微生物总数的变化

Ｆｉｇ

３

Ｔｏｔａｌｍｉｃｒ００。ｇ叫１１ｓｍｓｃｈａ“ｇｅｉｎｃｏｍｐ０５ｎｎｇ

４条曲线出现峰值的时问及峰值高度４ｉＣＦｕ如，６０ｈ、３．３１

×１０７ｃＦｕ在；处理１相应的数据为：１６｝１、１．７８×１０９

ＣＦｕ噍，４４ｈ、２．６９×１０９ＣＦｕ屈；处理２

ｃ¨Ｊ／ｇ，３２ｈ、

ＣＦＵ血；处理３相应的数据为：８ｈ、ｃＦｕ儋，２０ｈ、３．１６×１０川ｃＦｕ儋；上

３

耗氧速率

本试验采用Ｏ，测定仪测定出口氧浓度，

堆料巾添加高效复合微生物菌群，使堆层Ｌ?（ｍｉｎ－ｋｇ）。１仅需２０ｌｌ，而对Ｉ。－（ｍｉｎ?６２℃、４８ｈ，６４℃、３６ｈ和６８℃、２４｝ｌ；可见接种微２．２微牛物总数

解垃圾中的有机物，进入反应的初始条件非常重要，要利用微生物进行快速分解有机物，需要堆肥过程中微生物尤其是细菌总数的变化，对堆肥过程温度发生很大变化，计数时本实验结合堆体的温度，采用相应的温度在培养箱巾进行培养，结果如图３所示．

个处理和对照组总菌数的变化有一一共同点，总尽相同，对照组第１、第２次峰值出现的时间及菌数分别为２４ｈ、３，３１×１０８相应的数据为：１２ｈ、２．２４×１０９５．３７×１０９３．５５×１０９

述数据表明接种高效复合微生物菌群，对于增加堆肥过程中细萧总数，缩短堆肥时间，效果显著．

２通过耗氧速率的变化观察接种高效复合微生物菌群对堆肥系统的影响．测定结果如图４所

示

耗氧速率增加、有机物降解加快，处理３达到最大耗氧率０．１４３照组６０ｈ才达到其最大耗氧率０．１１ｋｇ）＿。证明接种高效复合微牛物凶群使耗氧

５期

蔗∞㈨嚣篮

堆肥时问／ｈ

图４堆肥过程中耗氧速率的变化

Ｈｇ４

Ｒｅｓｐｉ

ｒａｔＩｏｎｒａｔｃ

ｄⅢｉｎｇ㈣Ｌｐ㈣ｌ“ｇ

Ｉｅｓｌ

速率人人增加．

２

４

有机物的降解

有机物降解程度反映了堆肥过程中微生物

的作用大小，衡量堆肥过程有机物的变化采用多种参数表示，本文采用重铬酸钾法测定垃圾样品中的有机物含量，试验结果如图５所不．

圈５有机物在堆肥过程中的变化

Ｆ嗥５

Ｃｈａ“ｇｅ研ｏｒｇ删ｍａＬＬｅｒｌｎ。。１”ｐｏｓｔｉｎｇ

由图５知，降解有机物最快的为处理３，堆肥系统１５ｄ有机物降解率达３３．３％；最小的为对照组，１５ｄ有机物降解率为２０％由此随明接种高效复合微生物蒲群，可以提高堆肥巾有机物的降解率．

２

５

Ｃ／Ｎ比变化

ｃ／Ｎ比是堆肥系统非常关键的参数．本试

验初始Ｃ／Ｎ比为３０，随着堆肥过程的进行，碳

在微生物新陈代谢过程中约有２／３变成ｃｑ

被消耗掉，而氮主要用于细胞质的合成，因此堆肥过程中Ｃ／Ｎ比越来越小

万　

方数据一般当ｃ／Ｎ比小于２０时，堆肥基本腐熟“从图６口Ｊ知：对照组、处理１、处理２、处理３堆肥系统ｃ／Ｎ比低十２０的反应时间分别为３０ｄ，２４ｄ，１８ｄ，１２ｄ，处理３与对照组相比，堆肥

腐熟时问缩短了】８ｄ

图６堆肥过程中ｃ／Ｎ比变化

Ｆ追６

ＣｈａｎｇｅｏｆｏｒｇａｎｌｃＣ∞ｏｒｇａＩｌｌｃＮ

堆料中接种高教复合微生物荫群，增加了堆层中微生物总数，且由于复合微生物菌群各菌种之间相互协同作用，生成抗氧化物质，形成复杂而稳定的生态系统，使堆层中的微生物迅速繁殖，并维持在相对稳定的较高水平上与对

照组相比，接种高效复合微生物菌群堆肥系统，

可以迅速分解堆料中的有机物，从而加速堆肥

过程，使堆肥腐熟时间从对照组３０ｄ左右，缩短到１２ｄ．因此，利用牛活垃圾和污泥作为原材料，接种高效复台微生物菌群进行堆肥，是固体废物资源化的一条有效途径．

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１ｅｃｈ丑０】ｏｇｙ，１９９３，４４：１３～Ｊ６

３结论

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高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：席北斗， 刘鸿亮， 孟伟， 李捍东， 王庆生席北斗(清华大学环境科学与工程系,北京,100084)， 刘鸿亮,孟伟,李捍东,王庆生(中国环境科学研究院,北京,100012)环境科学CHINESE JOUNRAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE2001,22(5)101次

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