[摘要]以城市生活垃圾为堆肥原料，进行了20d的垃圾渗滤液微生物循环接种强化堆肥试验，堆肥过程中采用时间温度反馈来控制通风量，力图通过测定堆肥体系中碳素以及凯氏氮、氨氮、硝态氮含量的动态分布，分析碳素和氮素的迁移转化规律。试验结果表明：采用垃圾渗出液微生物循环接种强化技术的堆肥体系接种组温度可维持在较高水平，pH可稳定在7.0左右，有机质降解加快，对碳素和氮素的形态分析表明：对照组总有机碳和碳氮比波动较大，而接种组下降趋势更为明显，高温条件下的氨气挥发是导致氮素损失的主要原因。
[关键词]渗滤液；碳素；氮素；迁移；接种
1引言
随着我国城市化的进程和城市经济的高速发展，城市垃圾已成突出的社会与环境问题。堆肥法以其成本低廉，能有效杀灭病原菌而成为重要的无害化和资源化途径之一。我国南方城市生活垃圾堆肥化过程中产生大量渗滤液，富含降解有机质的有益微生物。垃圾渗滤液微生物循环接种强化堆肥技术就是添加营养物质，加快渗滤液中微生物的繁殖，通过循环培养驯化优势微生物种群，改善微生物群落结构，以期加快堆肥中有机质的降解。N是有机固体废弃物堆肥化处理过程中影响堆肥质量的一个重要因素。由于微生物的分解，部分N素在堆肥过程中转化成易挥发的氨氮。NH3的挥发不仅损失了大量的N素营养，还会引起周围环境污染，因此有必要对堆肥过程中N的转变进行研究。
2试验过程与测试方法
2.1试验材料
试验中所用城市生活垃圾的组分如表1所示。
表1城市生活垃圾的组分(湿重)%

2.2试验过程
堆肥装置如图1所示。将原生垃圾装入堆肥装置中，并加入接种物质后，开始堆肥化过程。堆肥装置的容积为60L，原生垃圾重量为30kg。夹层间为聚乙烯保温材料。同时进行两组对比堆肥试验：对照(无添加物)、接种(添加重量比为1%的菌剂)。用鼓风机向体系供氧，平均供氧量为0.1m3空气/(m3垃圾•min)。堆肥进行到第6d时，翻堆1次。每隔1d从堆肥装置中取样，进行生物化学分析。堆肥化进行到第15d时，未见垃圾渗滤液产生。
菌剂的制备过程如下：当体系温度跨越峰值后达到55℃时，将渗滤液和营养液按1：4的质量比混和，放入55℃培养箱中培养48h获得粗菌剂，此后再将粗菌剂接种至堆肥体系中驯化2次，获得菌剂。具体驯化过程见图2。营养液主要成分为蛋白脉、牛肉膏、葡萄糖、K2HPO4、蒸馏水等。

图1堆肥装置
1-发酵仓；2-穿孔通气管；3-渗出液排出口；4-空压机；5-稳压瓶；6-碎石；7-硬质穿孔板；8-排气口；9-温度探头；10-气体流量计；11-温度时间控制器；12-多功能数据采集系统

图2堆肥菌剂驯化
3试验结果与分析
3.1温度
温度是微生物生命活动的重要标志，堆体温度变化过程是堆肥进程的宏观反应[1，2]，也是堆肥过程控制的重要指标。堆体温度升高是微生物代谢产热累积的结果，同时也影响微生物的代谢活性。本次试验中，体系的初始温度均在30℃左右(图3)，此后，体系温度快速上升。两组堆肥温度值有两个峰值，都在第3d出现第一个峰值，接种组(B)峰值最高为69.6℃；第8d出现第二个峰值，并且接种组(B)温度峰值最高为55.65℃。接种组(B)堆肥在55℃以上维持了4d，比对照组延长了0.5d。满足杀灭致病菌的要求。翻堆后，物料的空间不均匀性降低，分解速度加快，翻堆是体系出现两个峰值的直接原因。

图3对照组(A)和接种组(B)堆肥体系温度
3.2挥发性固体和pH值
两组物料挥发性固体含量从最初的66.8%分别下降至对照组(A)的50.4%和接种组(B)的48.1%(图4)，说明接种菌剂可加快城市生活垃圾中有机质的降解。堆肥物料的最佳pH值为接近7.0，在pH<5.0时底物降解速率几乎为零，在pH>9.0时底物降解速率降低[3]。本次试验中，经过一周后堆肥物料pH值从初始的5.5升高到7.0，接种组(B)一直保持在7.0左右，对照组(A)体系pH值下降到6.5左右后，又攀升至7.3(图4)。这说明采用接种菌剂可以保持pH值在大部分时间处于最优值，有利于物料的快速降解与稳定。

图4pH和有机质变化
（AH、BH分别代表A、B两组pH值；AM、BM分别代表两组挥发性固体含量）

图5总有机碳和碳氮比变化
3.3总有机碳和碳氮比
如图5所示，本试验中堆肥化进程中微生物对有机物的降解使得总有机碳的变化呈下降趋势，接种组(B)从43.6%下降到27.5%，对照组(A)则下降至30.6%，降幅分别为16.1%和13.0%，且对照组(A)呈现出较大幅度的波动。这说明接种菌剂可以改进城市生活垃圾中有机质的降解。从图5两组堆肥的碳氮比变