污泥腐熟料异位添加对厨余垃圾堆肥过程的影响

作     者：张清怡 

作者单位：福建师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘常青;郑育毅

授予年度：2022年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 09[农学] 090101[农学-作物栽培学与耕作学] 0901[农学-作物学] 

主      题：厨余垃圾 堆肥 超高温污泥腐熟料 腐殖化 温度 通风量 

摘      要：厨余垃圾好氧堆肥技术极具推广前景,但仍存在有机质降解慢等问题。污泥腐熟料产量大、来源稳定、微生物种类丰富,探究污泥腐熟料能否改善厨余垃圾堆肥过程及其作用机理具有研究意义。设置不同通风条件,采用静态堆肥并间歇翻堆,考察不同通风条件厨余垃圾堆肥过程的理化指标及微生物群落变化,研究通风条件对厨余垃圾堆肥过程中有机质降解和腐殖化过程的影响。实验结果表明:高通风增加Basidiomycota、Thermobifida和Pseudoxanthomonas在堆肥中期的丰度,促进纤维素降解和腐殖质前体物的产生,加速芳构化进程,但在堆肥后期促进胡敏酸的分解;低通风延滞富里酸转化为胡敏酸的速度。在厨余垃圾堆体中分别添加超高温、高温污泥腐熟料,并设置高低添加比例进行静态堆肥。通过设定高、低通风条件,分析堆肥过程中各种理化指标,包括木质纤维素含量及DOM不同分子量分布等,研究腐熟料对厨余垃圾堆肥过程中有机质降解和腐殖化过程的影响;采用红外光谱(FTIR)及高通量测序等手段,探讨腐殖化影响机理。实验结果表明:腐熟料均能延长60℃以上堆温持续时间、提高堆温峰值,促进VS的降解和富里酸在堆肥中期向胡敏酸的转化;低通风条件,腐熟料高温期延滞胡敏酸的合成,腐殖质以富里酸为主;堆肥后期增强Basidiomycota丰度,促进木质素的降解,促进富里酸的分解和胡敏酸的合成;堆肥中期增加Bacillus丰度,促进含氮有机质的降解且超高温腐熟料的作用更强;降低硝化细菌(Pseudomonas和Pusillimonas)堆肥中期的丰度,抑制硝化作用且高温腐熟料抑制作用更强。高通风条件,超高温、高温腐熟料在高温期-降温期促进富里酸转化成胡敏酸,腐殖质以胡敏酸为主,促进芳构化进程,且前者作用更明显;高温腐熟料的氨化作用最强烈,堆肥中期Bacillus丰度大于其他处理;堆肥中后期超高温腐熟料促进胡敏酸的二次分解。高比例处理中可直接矿化木质素的Basidiomycota相对丰度增强,促进木质纤维素等大分子有机质的矿化,减少腐殖质前体物的产生并抑制其合成,DOM中小分子占比(62%)大于对照组(34%);提高了Pusillimonas、Pseudomonas、Nitrosomonas等硝化细菌相对丰度,强化硝化作用。