消化污泥和玉米秸稈強制通風堆肥的研究.pdf

1、本研究采用強制通風堆肥工藝,對消化污泥和玉米秸稈進行堆肥處理。分別研究了在不同的初始C/N比、不同的通風量和低溫環(huán)境條件下,堆肥過程中物理、化學及生物學指標的變化規(guī)律,以及堆肥過程中微生物種群結構的演替變化。
　　 在不同初始C/N比下消化污泥和玉米秸稈強制通風堆肥過程中物理化學及生物學指標的研究中,設置3個堆體,初始C/N比分別為25、20和14。結果表明,3個堆體均可以實現(xiàn)順利升溫,并分別在55℃以上維持12d、16d和5d

2、,滿足我國《糞便無害化衛(wèi)生標準》(GB7959-87)中規(guī)定的50～55℃以上維持5～7d的要求。堆肥過程中,總有機碳、C/N比和含水率下降明顯,NO3--N、陽離子交換量逐漸升高,pH、NH4+-N、電導率呈先增加后降低的趨勢,堆肥結束時,3個堆體的種子發(fā)芽指數(shù)分別為97％、96％和69％。紅外光譜圖反映了堆肥過程中脂肪族成分減少,芳香族成分增加的變化。研究中采用PCR-DGGE結合基因測序技術分析不同初始C/N比堆肥過程中微生物的多

3、樣性及其種群結構的演替變化,堆肥過程中隨著堆體溫度的變化,3個堆體內(nèi)微生物群落結構均發(fā)生了復雜演替變化,但Clostridium sp.9B4、Clostridium sp.6-44和Bacillales bacterium P371在3個堆體的堆肥過程中始終存在。與3號堆體相比1號和2號堆體在堆肥過程中一直保持著較好的微生物種群多樣性。
　　 在不同通風量下消化污泥和玉米秸稈強制通風堆肥過程中物理化學及生物學指標的研究中,分別

4、采用50L/min、100L/min和150L/min的通風量進行實驗,初始C/N比均為20。結果表明,3個堆體均可以實現(xiàn)迅速升溫,并在55℃以上分別維持12d、14d和10d。堆肥過程中,總有機碳、C/N比和含水率下降明顯,NO3--N、陽離子交換量逐漸升高,pH、NH4+-N、電導率呈先增加后降低的趨勢,堆肥結束時,3個堆體的種子發(fā)芽指數(shù)分別為91％、96％和82％。紅外光譜圖反映了堆肥過程中脂肪族成分減少,芳香族成分增加的變化。研

5、究中采用PCR-DGGE結合基因測序技術分析不同通風量堆肥過程中微生物的多樣性及其種群結構的演替變化,堆肥過程中隨著堆體溫度的變化,3個堆體內(nèi)微生物群落結構均發(fā)生了復雜演替變化,但Anaerobaculum mobile、Bacillus sp.SG1、Ureibacillusthermosphaericus和Sedimentibacter sp.B4在3個堆體的堆肥過程中始終存在。1號、2號和3號堆體在堆肥過程中一直保持著較好的微生物

6、種群多樣性。
　　 低溫環(huán)境下消化污泥和玉米秸稈強制通風堆肥過程中物理化學及生物學指標的研究建立在前兩部分對消化污泥和玉米秸稈強制通風堆肥C/N比和通風量優(yōu)化的基礎上,初始C/N比為20,通風量為100L/min。堆體可以實現(xiàn)順利升溫,堆體中心溫度在55℃以上維持9天,堆肥過程中,總有機碳、C/N比和含水率下降明顯,NO3--N、陽離子交換量、重金屬含量、腐殖質、胡敏酸和腐殖化指數(shù)逐漸升高,pH、NH4+-N、電導率、纖維素酶活

7、性、脲酶活性及蛋白酶活性成先增加后降低的趨勢,種子發(fā)芽指數(shù)在第35d時達到84％。研究中采用PCR-DGGE結合基因測序技術分析低環(huán)境溫度下堆肥過程中微生物的多樣性及其種群結構的演替變化,堆肥過程中隨著堆體溫度的變化,微生物群落結構發(fā)生了復雜的演替變化,優(yōu)勢菌種也存在很大差異。Proteiniphilum acetatigenes、Clostridium ultunense等7種菌種存在于整個堆肥過程中,Clostridium aura