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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。