城市生活垃圾堆肥发酵中微生物菌群变化规律的研究

进场垃圾通过人工及机械分选处理后，进入一次发酵仓的垃圾成分（表2），基本上符合国家制定的城镇垃圾农用控制标准。但从物料的配比看，其物料的C/N比仅12.6，与一般正常发酵的物料的C/N比要求明显偏低，许多学者认为正常发酵起始物料的C/N比应在30左右较有利于微生物生长[7，8]。说明要提高垃圾堆肥质量，按工艺生产要求必须在一次发酵再筛选后，添加辅助原料，调整原料配方，才能提高垃圾堆肥质量，使其达到NY525-2002质量标准，才有利于工业化生产。
表2一次发酵（垃圾）原料组成成分

2.2三个不同区域堆肥样品的一些理化特征
对一次发酵仓经过20d的发酵堆体物料测试结果（表3）表明：上层、中层、下层区域的堆肥发酵物料温度与湿度具有明显差异，其温度分别是40℃、55℃和60℃，含水率为35％、55％和68％。在0~50cm表层一方面由于垃圾渗滤液下移，另一方面由于微生物分解垃圾有机物过程放出大量热量，这些热量随着强制通风，从表层散热同时，也将水分蒸发，因此，表层物料含水率也随堆肥的进展而明显下降，其含水率降到35％，明显低于中、下层，而且表层散热快，温度保持较低的平衡，堆体物料温度仅40较中、下层低；对中层50~150cm的堆肥发酵过程中，在渗滤下移过程中，它有表层的补充，在强制通风时，随着热风散发的水分，也有下层的补充，因此，其含水率有下降，但还保持较高水平达55％，对堆体温度方面，由于有表层的覆盖作用散热相对表层而言较慢，堆体物料温度也保持较高水平达55℃；在发酵堆体的下层，由于全层垃圾渗滤液下移，并流到渗滤液排放沟，因此，虽然在强制通风时会随着热风上流损失部分水份，但总体水平下降不多，其含水率仍然保持较高水平达68％，在这种情况下通气不良，强制通风，散热有限，因此，下层温度随着发酵进展，温度持续上升，并保持较高水平，达60℃。说明选用静态发酵工艺，物料堆体厚度超过350cm，其发酵条件很难控制一致，会造成上、中、下层堆肥质量明显差异。从堆肥的气味与颜色看（表3）中层堆肥效果好，物料无异味，显深褐色；上层较差，仍有少量异味，显褐色；底层差，有异味，显黑色，主要是通气不良导致物料产生厌氧发酵。为了改善堆肥质量，建议一次发酵周期不宜过长，一般是7~10d进行一次翻堆为好。
表3不同区域堆肥样品的一些理化特征

2.3不同层次堆体物料的微生物种类分布变化
对不同层次发酵的垃圾微生物菌群的种类分布分析结果（表4）表明：在堆肥发酵中，随着温度的变化，微生种类的分布数也相应变化，温度为40℃其表层垃圾发酵物的微生物生长活跃，其微生物总数最多，达13.5×106个/g（垃圾），其中细菌数是绝对优势菌群，放线菌的数量其次，还有少量霉菌。从堆肥质量看，还有少量霉菌，说明其表层物料温度偏低，还达不到去除病原菌和病虫卵并实现无害化卫生标准的要求。在中层堆料中，随着垃圾堆料厚度增加，其堆体物料温度保持较高的平衡，堆体温度达到55℃，其垃圾发酵物料中，细菌数明显减少，放线菌的数量呈上升趋势，真菌数则迅速下降，放线菌占优势[10]。从堆肥效果看，腐熟度高无异味。在堆料下层，由于通气不良，堆体的物料散热更慢，物料温度保持更高平衡，料温达60℃高温，其垃圾发酵物料中，细菌数仍呈下降的趋势，放线菌保持相对稳定的数目，真菌的数量持续下降，物料显黑色，而且有异味，主要是下层物料含水率过高，物料处在厌氧发酵并产生异味的还原性气体。
表4不同层次下堆肥样品的微生物种类和数量