餐厨垃圾废水制备液态固氮菌肥

第9期郭新愿等：餐厨垃圾废水制备液态固氮菌肥4979餐厨垃圾废水指餐厨垃圾经过固液分离并去除大部分废弃油脂的高浓度有机废水(SCOD>20000mg·L。1)‘1。21，具备有机物含量高、排放量大的特点，其高效、低成本妥善处理对于实现餐厨垃圾的无害化和资源化具有重要意义¨⋯。另一方面，由于连年施用化肥等原因，土壤微生物区系恶化、病原菌增加、酶活性降低，导致土壤养分失调、有毒物质积累、肥力减弱等后果]。微生物菌肥部分替代化肥是实施“高效清洁农业”的有效措施，在国内外农业生产中已经得到广泛应用M41。目前，微生物菌肥多以富含有机质的固体或液体为载体，通过接种高效菌株进一步发酵获得，利用餐厨垃圾制备微生物菌肥已经有许多尝试p。⋯，但利用餐厨垃圾废水生产液态菌肥的研究还鲜有报道。餐厨垃圾废水中有毒物质少，且含有丰富的小分子糖、多肽、氨基酸等有机物¨3I，有利于微生物的生长¨“，有研究者将其用于微生物菌肥生产如木霉微生物肥料等¨“，取得不错的效果。因此，利用餐厨垃圾废水生产液态菌肥是其资源化处理的有效途径，具有显著的环境效益、经济效益和生态效益。本研究旨在探讨餐厨垃圾废水用作发酵基质生产液态固氮菌肥的可行性，优化培养条件，同时验证液态固氮菌肥促进作物生长的效果，为餐厨垃圾废水的低成本、高附加值资源化利用提供一条新思路。1材料与方法1．1仪器和试剂褐球固氮菌(Azotobacterchroococcum)购自中国微生物保藏中心，于4℃保存备用。餐厨垃圾取自北京市海淀区某高校食堂，根据餐厨垃圾目前常用的处理工艺，获得2类餐厨垃圾废水¨“”。：1)将餐厨垃圾经孔径滤网过滤，固液分离，分离出的液体再经6000r·min“离心20rain(20℃)，撇除浮油取液体部分，记作I类废水；2)将餐厨垃圾破碎后加入湿热反应器于90℃水热反应3h，湿热处理后样品再经6000r·min“离心20rain(20℃)，撇除浮油取液体部分，记作Ⅱ类废水。废水经121't2高压蒸汽灭菌20min备用，其基本理化性质见表1。盆栽实验所用土壤取自北京市海淀区某高校花园，分拣出石头砖块、植物残根等，混合均匀，风干，过20目筛备用。土壤基本理化性质如表2所示。盆栽作物为超市购买黄豆，选取大小均一、颗粒饱满的黄豆备用。K：HPO。、CaCO，购自北京化工厂，K：HPO。、Na：MoO。·2H：0、Na：HPO。购自国药集团化学试剂有限公司，酵母提取物、甘露醇、蔗糖购自北京奥博星生物技术有限责任公司，FeCl，购自北京市朝阳区通惠化工厂，琼脂购自北京瑞尔欣德科技有限公司，MgSO。·表1餐厨垃圾废水基本理化性质参数Table1Physicochemicalparametersofwastewaterproducedfromfoodwasterecycling表2土壤理化性质Table2Physicochemicalcharacteristicsofsoil指标数值pH总磷／(mg·kg。)有效磷／(mg·kg“)总氮／(mg·kg。1)速效钾／(mg·kg“)有机质／(mg·kg“)7H：0和CaSO。·2H：0购白天津市光复精细化工研究所，甲基红和溴甲酚绿购白天津市光复精细化工研究所，浓HNO，购自国药集团化学试剂有限公司。所有化学试剂均为分析纯。实验用去离子水由ZYpure—EDla一100一UP型高纯水系统一体机(北京中扬永康环保科技有限公司)制备得到。褐球固氮菌培养基：酵母提取物0．5g，KH：PO。0．2g，K：HPO。0．8g，MgSO。·7H：00．2g，甘露醇(C6H，。06)20．0g，CaS04·2H200．1g，FeCl3和Na2M004·2H20微量，琼脂20．0g(液体培养基不加)，去离子水1000mL，pH7．2。1．2仪器与设备KDC-160HR型离心机，科大创新股份有限公司；LRH-250型生化培养箱，上海恒科技术有限公司；VD一蛇¨舛¨拍Ⅲ黧篡麓万方数据4980环境工程学报第1I卷1320型超净工作台，哈尔滨东联电子技术开发公司；SQ510WGC型立式压力蒸汽灭菌器，日本YAMATO公司；PHS一3D型pH计，上海三信仪表厂；UV一5200型紫外分光光度计，上海精密仪器仪表有限公司；BX4l型显微镜，日本OLYMPUS公司；H2Q—C型恒温振荡器，金坛市科析仪器有限公司。1．3实验方法菌种细胞与菌落形态‘”1观察：将经活化后的褐球固氮菌接种至液体种子培养基，于30℃振荡培养5d(200r·rain“)。液体发酵液通过革兰氏染色法在1000倍显微镜下观察并记录细胞的形态、大小。取合适稀释度菌液涂布于褐球固氮菌固体培养基，通过平板计数法观察并记录菌落形态。褐球固氮菌生长曲线。1“”。绘制：在无菌条件下，将经活化的褐球固氮菌菌种按照2．5％接种量接种