多阶段接菌对餐厨垃圾和沼渣共堆肥的影响

徐明月，杨 民，孙海曙，孟 洁，李永胜，高 明，汪群慧，吴川福

（北京科技大学能源与环境工程学院，北京 100083）

译者：徐明月；审查：吴川福；单位：北京科技大学

1 研究亮点

*多阶段接菌提高了堆肥产品的腐殖化指数、生物源指数和种子发芽指数；

*多阶段接菌降低了堆肥过程中氨气和二氧化碳当量的排放量；

*多阶段接菌提高了堆肥过程细菌多样性及功能菌的丰度。

2 背景

微生物在堆肥过程中起着关键作用，好氧发酵的不同阶段都有其独特的优势微生物类群。由于不同细菌产生的酶的专一性强，环境敏感性高，因此，在好氧发酵起始阶段接种复合菌剂易出现因微生物竞争而导致的优势菌群构建缓慢问题，极大地限制了好氧发酵效率。沼渣作为厌氧发酵残余物，可利用有机碳少，将厨余垃圾和沼渣共堆肥能够调节体系的碳氮比，实现沼渣和厨余垃圾的协同处置。本研究旨在探究在好氧发酵不同阶段接种微生物（多阶段接种）对有机废物好氧堆肥性能的影响。

3 研究方法

研究使用的沼渣取自北京市的一家厨余垃圾厌氧消化处理厂，实验前储存在（-20.0±0.5）°C 的冰箱中。接种的多功能微生物菌剂购置于中国工业微生物菌种保藏管理中心。为探究乳酸杆菌、嗜热地芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌多阶段接种对餐厨垃圾-沼渣共堆肥性能的影响，本研究共设置了3 组对照实验，即不接菌组、多阶段接菌组和一次性接菌组，好氧发酵实验周期均为18 d。实验测试分析的指标包括温度、种子发芽指数、氨氮、pH、三维荧光光谱、腐殖化指数、生物源指数、二氧化碳当量、氨气、微生物多样性等。

4 主要研究结果

研究结果表明，与一次性接菌组和不接菌组相比，多阶段接菌组延长了好氧发酵的高温期，提高了有机物的分解效率和腐殖化程度；此外，多阶段接菌可促进腐植酸的生成，具有较高的腐殖化指数（4.3）和生物源指数（1.4），同时还可降低二氧化碳、甲烷、氨气的排放量；最后，多阶段接菌还可提高好氧发酵过程中放线菌门和变形菌门等功能菌的多样性和丰度。放线菌门可以通过分泌不同的抗生素来抑制和去除病原体，从而降低植物毒性，提高最终产品质量，如种子发芽指数比一次性接菌组提高了59.7%；变形菌门是一种富含氨基酸转运和代谢基因的嗜热细菌，有助于固氮和分解有机化合物。

5 结论与展望

多阶段接菌可以延长沼渣和餐厨垃圾共堆肥体系的高温期、减少气体排放、增加腐殖质含量、提高功能菌的多样性及丰度、改善堆肥的质量，是一种高效的有机废物好氧发酵方式。本研究成果可对有机废物快速腐熟化技术开发及工业化推广提供技术支撑。