通過(guò)控制溫度和添加組合劑，比較自然發(fā)酵，控制溫度發(fā)酵和組合發(fā)酵產(chǎn)品中氮、磷、鉀等指標(biāo)的不同，研究解決了廚房垃圾堆積時(shí)高溫對(duì)中溫菌的不良影響。實(shí)驗(yàn)表明，與自然發(fā)酵相比，兩種方法可以提高分解速度，促進(jìn)垃圾堆肥快速腐爛。接種菌有利于垃圾堆肥中養(yǎng)分的保存和礦化。

近幾十年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人民生活水平不斷提高。生活垃圾的產(chǎn)生量也迅速增加。城市環(huán)境污染正在加劇。2014年武漢市生活垃圾達(dá)295萬(wàn)噸，排在大中城市第10位[1]。因此，我國(guó)城市生活垃圾減量化、無(wú)害化、資源化刻不容緩。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)菌種與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)菌種:枯草芽孢菌素Bacillussubtilis(B.s)(從垃圾中分離)細(xì)黃鏈霉菌Streptomycesmicroflavus(S.mic)固氮Azotobactersp(.A.sp.)(ATCCC12981)；鏈霉菌是吸水系列S.mices.mic)

主要設(shè)備:BA120型萬(wàn)分之一克數(shù)顯微電子天平(上海臺(tái)恒天平設(shè)備有限公司)G-AR560型多功能廚房垃圾粉碎機(jī)(浙江昕達(dá)電器有限公司)JRX-20S曲線升溫解決器(濟(jì)南精銳儀器有限公司)KMK-375凱氏定氮儀(上海步行琦實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司)pHS-25數(shù)字pH儀(上海理達(dá)儀器廠)SYG-1220型恒溫浴(美國(guó)精齊有限公司)。

1.2處理垃圾

武漢理工大學(xué)食堂，收集后打碎測(cè)量[2]，得到廚房垃圾的pH為6.4，水分約占69.83%。

1.3相關(guān)參數(shù)的測(cè)定

發(fā)酵第25d樣測(cè)定全氮(半微量凱氏法[3])、全磷(釩鉬黃吸光法[4])、全鉀(火焰光法[5])。

1.4實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

為驗(yàn)證不同處理對(duì)中溫菌種發(fā)酵后養(yǎng)分成分比例的影響，設(shè)置三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

1.5溫度發(fā)酵試驗(yàn)方法

1)木屑與廚房垃圾按34:66的質(zhì)量比混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中補(bǔ)充水分，材料含水率為55%~60%。發(fā)酵的溫度為55℃[6]。2)將菌接種于20升LB液體培養(yǎng)基中，在常溫下培養(yǎng)2天后獲得菌液。

2結(jié)果與討論

2.1對(duì)氮元素的影響分析

氮元素是肥料中的必要元素，是蛋白質(zhì)和葉綠素的重要組成部分，全氮元素含量的高低通常是衡量肥料中氮元素的基礎(chǔ)。

結(jié)果得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1。

可以從測(cè)量結(jié)果的表格中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵產(chǎn)物中不同的菌種的氮元素含量存在一定的差異，以固氮菌三組處理中全氮含量最高，其高效的固氮酶非常利于產(chǎn)物中氮的保存，其次是細(xì)黃鏈球菌，它較高的氮含量這是也可能是因?yàn)槠湓诎l(fā)酵過(guò)程中利用了大氣中的N2作為氮源。我們還在縱向比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，全氮在產(chǎn)物中的含量從不控溫組至控制溫度組和高溫菌組合劑組以此增加，說(shuō)明控制溫度和高溫菌組合劑都有利于對(duì)餐廚垃圾對(duì)策氮元素的保存。

2.2對(duì)磷元素的影響分析

磷元素含量同樣是肥料質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)，全效磷測(cè)量后可獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2。

從實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)中枯草芽孢桿菌和細(xì)黃鏈球菌在三種不同的處理方式下，產(chǎn)物中磷元素的差異明顯，控制溫度和高溫菌組合劑明顯高于不控制溫度對(duì)照組，其中枯草芽孢桿菌的全磷含量最高。固氮菌在三種處理下對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品全磷的貢獻(xiàn)小，差異小。

2.3對(duì)鉀元素的影響分析

鉀元素與植物新陳代謝有關(guān)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得全鉀含量分布見(jiàn)圖3。

三組實(shí)驗(yàn)對(duì)鉀元素的影響較小，控制溫度的方法在堆肥時(shí)鉀元素略高于其他兩組，對(duì)鉀元素的礦化能力較好。

3結(jié)論

實(shí)驗(yàn)表明，1)通過(guò)控制溫度和加入高溫菌制作組合劑兩種方法，對(duì)這三種中溫菌在廚房垃圾堆肥過(guò)程中有顯著幫助，在全氮、全磷、全鉀等方面有理想的改善，大大解決了中溫菌適當(dāng)溫度為25~28℃和堆肥時(shí)50~60℃的溫度不一致的問(wèn)題。

2)改進(jìn)的方法使枯草芽孢桿菌在產(chǎn)物氮含量上顯著提高了細(xì)黃鏈霉菌在產(chǎn)物鉀含量上顯著提高了固氮在發(fā)酵效率上提高了，三者的發(fā)酵速度也有所提高。

3)使用復(fù)合菌的方法比較好地解決了廚房垃圾堆肥時(shí)高溫對(duì)中溫菌的不良影響，提高氮磷鉀元素含量有利于氮磷鉀的保存和礦化，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)踐效果。