污泥好氧堆肥主要微生物类群及其生态规律

文章编号：!#$%&’（&&）(#!!)#*污泥好氧堆肥主要微生物类群及其生态规律!丁文川，李宏，郝以琼，曾晓岚（重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆**$）摘要：重点探讨了城市污水处理厂污泥好氧堆肥过程中，反应器内的主要微生物类群、特征以及与环境因子的关系。研究发现，污泥好氧堆肥过程是微生物与其周围环境因子（有机物、温度和+,值）相互影响和相互作用的结果，有机物和温度在污泥堆肥过程中是影响微生物类群结构变化的主导环境因子，+,值则显示出非主导性环境因子的特点，堆肥过程微生物数量的变化规律与污水生物处理过程中微生物变化是不同的。关键词：污泥堆肥；微生物；环境因子中图分类号：’!-&文献标识码：.污泥堆肥是利用微生物的作用，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。已有研究表明，堆肥过程的一切变化（有机物、温度、+,值等）都与微生物的活动密切相关。通过对微生物特性进行研究，有助于了解产生这些变化的原因，弄清堆肥过程中降解有机物能力强的菌株及其条件，为堆肥提供运行指导。国外有学者曾对污泥堆肥中的微生物如耐热菌的特性、数量变化和菌种等作了研究［!］。陈世和等对垃圾堆肥的微生物类群进行了分离鉴定，并测定了微生物的酶活性［&］。但总的来讲，对堆肥过程微生物的研究还不够系统和深入，尤其是国内有关的研究工作开展得较少。笔者对此进行了初步的探讨。!污泥堆肥微生物的来源和主要类群!/!堆肥微生物的分离和研究方法目前有关堆肥报道中对堆肥微生物的分类有&种，一种是以生物学分类方法为基础，将其分为细菌种群、放线菌种群、霉菌种群和酵母菌种群，以及在污泥堆肥中存在的相当数量对人及动物体健康造成危害的微生物群体，如病毒、寄生虫、肠道传染病菌等，通称为病原体。另一种则是根据堆肥过程中微生物对不同温度的适应性将其分为嗜冷微生物菌群、嗜温微生物菌群和嗜热微生物菌群。笔者在进行污泥堆肥微生物的研究中，对各类微生物的分类主要采用下列方法：!）对嗜热微生物菌群的调查是通过接种后放入$$0的环境中培养，能在培养基上生成菌落的即认定为高温菌群。&）对细菌种群、放线菌种群、霉菌种群和酵母菌种群的调查是将样品接种到选择培养基上培养，待生成菌落后，根据菌落的特征并结合微生物染色镜检的个体形态特征进行分辨。)）对病原体的调查是通过测定污泥中的大肠杆菌数进行间接评价。试验用污泥取自重庆市某城市污水处理厂脱水生污泥，按一定比例添加玉米秸杆、稻草和部分堆肥成品，以调节堆肥污泥的含水率、孔隙率及有机物含量，上述混合物料搅拌均匀后装入一矩形反应器，容积为/)*1)，在室温（不保温）条件下采用自然通风堆肥。!/&堆肥微生物的来源为了调查堆肥最初微生物的来源情况，在堆肥试验时分别对堆肥用生污泥及混合物料进行微生物取样（稀释!-倍）培养及分类研究。研究时将在同一培养基上生长的菌落进行比较，若其培养特征或个体特征不同，均被认为是属不同的种，在进行中温统计时将高温下也出现的菌种去掉，试验的结果见表!。从表中可以发现，在混合物料和生污泥中检测出的微生物有较多的相似种，因此是否可以认为堆肥初期的微生物大部分是由生污泥引入的。有关报道认&&年(月重庆大学学报（自然科学版）234/&$53/(第&$卷第(期63789:43;<=39>?@9>A9@BC8D@EF（5:E78:4GH@C9HCIJ@E@39）679/&&!收稿日期：&&#!#)!作者简介：丁文川（!K(K#），男，江苏淮安人，讲师，博士研究生。主要从事环境污染控制研究和教学。为，在堆肥过程中加入菌种对堆肥的速率和堆肥最终产物没有什么影响，可能是由于堆肥初期污泥中已含有大量堆肥过程所需的菌种，且这些菌种因在污泥中存在的时间长，对污泥的环境有良好的适应性，因此在堆肥初期占优势，从而使堆肥的变化受其活动的影响，而加入的菌种在数量上不可能占优势，它们还需适应环境，所以难以在堆肥过程中占主导地位，对堆肥过程的影响就很小了。表!生污泥与堆肥物料中的微生物种群比较项目中温（#$）生污泥混合物料相似种高温（%%$）生污泥混合物料相似种细菌种群&’(!’&!’&(&’(&放线菌种群!!’!!’&!’!霉菌种群&’&&!酵母菌种群!#’!#’!#!#!)堆肥微生物主要种群从表!中还可看出，生污泥和混合物料中均存在细菌种群、放线菌种群、霉菌种群和酵母菌种群，其中以细菌和霉菌种数为多，并且各种群中都有耐高温的菌种。混合物料中有一些微生物种在生污泥中没有找到，说明添加剂也带入了一部分菌种。对堆肥微生物的调查表明，在堆肥初期，混合物料中就已存在着高温菌群，这对于堆肥过程能迅速进入高温阶段是很有作用的。由于试验手段的限制，在本研究中对污泥中病原体未做调查，但有关资料表明［*(］，污泥中存在相当数量的病源微生物，如细菌、病毒和寄生虫等，它们的主要来源