覆膜高温好氧堆肥过程中微生物群落组成及变化规律分析

覆膜高温好氧堆肥是实现有机固体废弃物无害化和资源化利用的重要手段。采用Illumina Miseq高通量测序技术探究不同堆肥阶段微生物群落的组成及变化规律。试验采集了3个不同堆肥温度阶段的24个样本,获得1143180条高质量序列,4559种OTUs,归属于49个门、154个纲、356个目、571个科、1081个属和2048个种。覆膜高温好氧堆肥的优势菌门由绿弯菌门Chloroflexi、变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteriota、厚壁菌门Firmicutes、芽单胞菌门Gemmatimonadota、酸杆菌门Acidobacteriota、拟杆菌门Bacteroidota、髌骨细菌门Patescibacteria、粘球菌门Myxococcota、粪热杆菌门Coprothermobacterota、浮霉菌门Planctomycetota和硝化菌门Nitrospirota组成。采用经典的偏最小二乘回归模型(PLS-DA)分析结果显示,覆膜高温好氧堆肥高温期细菌菌群显著区别于初始堆肥阶段和其他堆肥阶段的菌群。LEfSe分析结果阐明了不同堆肥阶段的差异指示物种。BugBase和FAPROTAX功能预测及与潜在病原菌库进行比对分析,发现覆膜高温堆肥能很好地降低有害病原微生物的丰度。

超声雾化生物反应器在堆肥氨气处理中的应用研究

为提高生物反应器对堆肥臭气的去除效果,设计了一种新型超声雾化生物反应器,研究了该反应器在不同工艺条件下对模拟臭气的处理效果,再以猪粪和木屑为原材料进行堆肥试验,探究该反应器对实际堆肥过程中产生的臭气去除效果。结果显示,超声波空化效应能提高反应器对氨气的吸收率,超声雾化比传统喷淋模式去除氨气的效率提高10%左右;为解决体系内高氨氮的问题,将活性污泥进行耐高氨氮驯化后在反应器中挂膜,发现体系内微生物降解氨氮的能力明显提升;通过正交试验确定反应器去除氨气的最佳工艺条件。堆肥试验表明,氨气释放与堆肥温度具有高度一致性,且在堆肥第5天达到峰值(76.3 mg/m^(3)),同时,猪粪堆肥中氨气释放与pH、铵态氮和硝态氮的浓度有关;反应器对堆肥氨气的去除率高达80.6%;对其他时段的氨气去除率平均保持在90%左右,且反应器出气口的氨气质量浓度小于5 mg/m^(3),达到相关排放标准。结果表明,超声雾化生物反应器对于堆肥产生的氨气能起到良好的去除效果。