厨余垃圾好氧堆肥高效菌剂的研发及其性能研究

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gift19852003
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
厨余垃圾是指家庭日常中丢弃的果蔬及剩菜、剩饭等,其中富含淀粉、蛋白质、纤维素和脂肪等有机物质,这些物质容易腐烂,若处理不当会滋生病原菌、散发恶臭,从而污染环境,危害人体健康。在全球能源短缺的背景下,应用微生物菌剂好氧堆肥厨余垃圾可获得高质量的有机肥,实现垃圾无害化处理和资源的利用,对于实现碳达标和碳中和目标具有重要意义。本研究以厨余垃圾好氧堆肥物料作为菌源,在高温条件下对高效降解菌进行富集培养和分离、纯化,利用筛选菌株和富集菌液进行复配制备菌剂,优化菌剂的培养和保存条件,并探究制备菌剂对厨余垃圾好氧堆肥的应用效果,以期为液体复合微生物菌剂在厨余垃圾好氧堆肥的应用提供支持。得到如下结论:(1)本研究高效降解菌的活性和数量随着富集时间增加显著提高,富集过程一共历时4个周期,共34天。富集初期培养液中CODCr的含量为18000 mg/L左右,降解完成即稳定在3500 mg/L左右,富集末期培养液培养3 d可达到稳定值,有机质降解率达71%。然后经分离、纯化筛选出的7株高效降解菌,并按照1-7号进行编号,其分别属于Bacillus_thermophilus、Clostridium_isatidis、Luteimonas compost、Aneurinibacillus_sp.、Paenibacillus_dendritiformis、Trueperar adiovictrix Ureibacillus_thermosphaericus,其中3号、4号和5号表现较好的降解效果,4号菌株降解效果最好,在传代过程表现出高降解能力,该菌具有耐盐性和能降解高浓度油脂的特点,能高效促进厨余垃圾好氧堆肥进程;3号菌株具有降解蛋白质的功能;5号菌能高效降解纤维素。(2)本研究利用富集末期菌液和筛选的高效菌株共制备3种菌剂,其中富集末期的混合菌液(A菌剂),7株高效降解菌混合菌液(B菌剂),7株高效降解菌混合菌液+富集末期的混合菌液(C菌剂)。3种菌剂对厨余垃圾都有一定的降解效果,但微生物群落结构越丰富,对于复杂组分的厨余垃圾降解效果越好,其中C菌剂的降解效果最好,接种至厨余垃圾中培养48 h降解率可达55.5%,A菌剂降解效果显著低于其他两组,培养48 h降解率仅35.5%。另筛选的高效菌与富集末期菌液混合后,可以表现出较高的活性,A菌剂中相对丰度超过10%的物种分别为uncultured_bacterium、Symbiobacterium_thermophilum和Tepidimicrobium_xylanilyticum;B菌剂和C菌剂中Aneurinibacillus_sp.、Paenibacillus_dendritiformis和Luteimonas compost所占丰度较高。(3)本研究通过优化培养基的碳源及浓度、氮源及浓度、初始p H值和微量元素种类及浓度,确定优化后的培养基组分为胰蛋白胨12 g/L、葡萄糖1.5 g/L、牛肉粉3 g/L、氯化钠5g/L、Fe3+40mg/L、p H值为5.5~7.5。与优化前相比,优化后的菌剂在培养48 h时培养液中细胞数量提高34.1%,有机质降解率提高16.9%;保存过程选择合适的添加剂至关重要,选择葡萄糖作为C菌剂的保存添加剂,因其保存效果最好,菌剂保存6个月后存活率为52%,其次为麦芽糖,其在保存6个月后存活率为44.7%,淀粉对菌剂的保存效果无明显促进效果,保存6个月后存活率与对照组差距不大,分别为39.2%和39.3%。另菌剂在保存3个月以后,其微生物数量和活性显著降级,使用菌剂前需要进行活化来提高菌剂的使用效果。(4)本研究制备的C菌剂能提高堆肥效果,促进堆肥进程。菌剂能促进堆肥物料外观颜色变化,实验组堆肥后物料呈黑褐色,且质地柔软、松散,且孔隙率较低;缩短堆肥物料升温时间,延长高温阶段的持续时间,小试过程中,实验组在发酵第6 d物料温度超过50℃,高温持续时间为6 d,中试过程实验组堆肥2 d以后,物料温度就超过50℃,比小试过程提前4 d,比对照组提前6 d;促进水分降低,实验组堆肥过程物料水分下降的更多,且物料堆肥结束后p H值满足要求。另本实验所有处理的堆肥中的总养分含量和有机质含量均高于有机肥国家标准中规定的数值,对照组中其组分不满足有机肥的要求。(5)本研究发现不同阶段堆肥样品中的细菌群落结构组成呈显著性差异,添加C菌剂能提高高温菌在物料中的占比,高温阶段高温菌数量比对照组高出162.5%,堆肥结束高温菌也比对照组高出81.2%,另外物料的高温条件还有利于杀灭粪大肠杆菌,保证堆肥产物的卫生指标。高通量测序结果表示,C菌剂中的高效菌能参与厨余垃圾好氧堆肥进程,并在物料中微生物群落结构中占绝对优势,其中主要优势菌门为Firmicutes和Proteobacteria,优势菌纲为Bacilli、γ-Proteobacteria、α-Proteobacteria、Bacteroidia和Aneurinibacillus;在种水平上高温阶段含有的高效菌显著高于堆肥前期,该实验添加的高效菌种在堆肥的3个阶段分别占比12.5%、68.3%和31.1%,其中高温阶段和堆肥结束的主要优势菌种为Aneurinibacillus_sp.、Ureibacillus_thermosphaericus、Paenibacillus_dendritiformis、Trueperar adiovictrix,在高温阶段的占比分别为35.4%、11.2%、5.6%和5.2%,在堆肥结束后占比为11.3%、5.4%、4.6%和4.5%,这些都是本实验筛选的高效降解菌。由此可知,该实验制备的高效菌剂促进厨余垃圾好氧堆肥进程。
其他文献
二维(2D)材料由于其量子限域效应、载流子易于调控、强非线性光学性、易于堆叠集成等多种独特的物理化学特性,有望应用于新的电子和光子器件领域。在基底上获取大小、形状、厚度可控的2D材料是实现器件功能的重要步骤。由于激光加工2D材料可控性好和效率高的优势,近年来受到了极大的关注,陆续出现了很多该研究方向的报道。本文主要以2D过渡金属硫族化合物(TMDC)激光减薄和改性为研究目的,实现了对四种机械剥离的
学位
有机荧光纳米材料作为最常见的荧光物质,具有种类丰富、荧光量子产率高、发光颜色可调等许多优势,在生物医药、环境科学等领域有着广泛的应用。然而,传统荧光材料通常在聚集状态下通常出现荧光猝灭的现象,这也是荧光材料研究进程中面临的瓶颈难题。4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(简称DAST)作为一种重要的有机吡啶盐,在聚集态下却可以表现出聚集诱导荧光(Aggregation-Induced
学位
目的 研究首荟通便胶囊(SHTB)的抗抑郁作用及潜在作用机制。方法 ip给予LPS及慢性不可预知温和刺激(CUMS)建立抑郁症动物模型,将实验动物分为溶剂对照组,抑郁症模型组及LPS+SHTB高、低剂量组;通过糖水偏好实验(SPT)、强迫游泳实验(FST)、高架十字迷宫(EPM)及旷场实验(OPT)等评价SHTB的抗抑郁作用;实时荧光定量PCR检测海马及前额叶皮质炎症因子mRNA表达水平;West
期刊
目的:探讨新生儿肺炎护理期间应用转变体位联合常规护理的效果。方法:选取2020年9月-2021年9月在泉州市妇幼保健院·儿童医院确诊的新生儿肺炎患儿作为研究对象,共纳入72例,按照随机数字表法划分为对照组和观察组,各36例。对照组采取常规护理,观察组联合应用常规护理和转变体位护理,对比分析两组护理有效率、临床症状消失时间、家属护理满意度评分、生命体征、免疫功能、不良事件发生率。结果:观察组护理有效
期刊
“两山”理论和实践创新在我国经济发展中有重要的促进作用。为了发挥其在推动经济发展和保护生态环境方面的最大价值,文章阐述分析了“两山”实践创新基地建设与发展策略。通过分析“两山”实践创新基地建设现状发现,社会对于“两山”指导理论的认识正在逐步深入和提升,基地建设工作也将落实实践方法创新作为发展的重点。结合“两山”实践创新具有多维价值及减轻能源环境压力的作用,文章提出四点发展策略:发挥“两山”基地建设
期刊
高速公路作为交通类基础设施网络中不可或缺的一环,单靠政府财政支出已难以应对项目建设与运营的巨大资金缺口。近年来,PPP模式成为高速公路项目的重要融资模式,在我国交通类基础设施领域的推广成效显著。随着落地项目数的逐渐增加,PPP项目的运行质量得到了越来越广泛地关注,绩效评价已成为提高PPP项目运行质量的有力工具。但是当前PPP项目的绩效评价工作存在缺乏行业标准、评价内容没有针对性、评价方法实操性不强
学位
1897年德国强占青岛,将西方先进的城市规划建设理念运用到青岛的城市建设上,城市发展迅速,成为中国近代重要的大城市之一。经历过的德日占时期之后,城市形态和城市规划布局基本形成。民国的时期青岛远离战火,并且政局稳定,经济呈现繁荣景象,所以城市建设又有进一步发展,建筑数量和质量有了明显提升。这些历史建筑经历了时代的变更,见证了青岛民国时期的城市发展与变化。民国时期的建筑是中国近代建筑的重要组成部分,风
学位
心脏状态对于人体健康的重要性不言而喻,心率和心电图是评价心脏健康状态最重要的参数,及时地监测心脏活动将有效预防心血管疾病突发状况,因此便携式的心脏健康监测仪器展现出巨大的商业价值。传统心电图机具有体积庞大、连接方式复杂、Ag/Ag Cl凝胶电极与皮肤排斥反应的特点,所有这些问题促使研究人员对新型柔性心电电极、高精度心电信号采集电路和心电噪声滤波算法开展广泛的研究。本文采用了新型的柔性电极制备方法,
学位
<正>《西部学刊》是经国家新闻出版总署批准,由陕西新华出版传媒集团有限责任公司主管主办的综合性哲学社会科学学术期刊,是国家首批认定的学术期刊。学刊立足西部,面向全国,以学术问题为导向,坚持基础理论研究和现实应用研究并重,关注人文社会科学学术研究中的重点、热点、难点问题,热忱欢迎广大学术界同仁不吝赐稿。本刊2023年的选题方向为:
期刊
随着我国的发展,海洋结构物在能源、安全及航运领域的应用不断增加,海洋结构物大直径柔性桩的使用也愈加广泛。然而风、浪、流等荷载的联合作用,导致了桩周冲刷坑的产生,使得桩基更易失稳破坏。冲刷对海洋结构物服役特性的影响研究是国内外研究的热点方向,但现有研究缺乏具有针对性的数值模拟研究。本文的主要创新点在于:首次在冲刷问题上考虑无粘性土状态相关性,从冲刷对受荷区土体的应力应变演化过程入手,分析冲刷现象对桩
学位