【摘 要】
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随着我国中药行业的发展,中药材的需求连年攀升,中药企业带来巨大利润的同时,也带来上万吨的中药固废。焚烧、填埋等传统处理方式已然对环境造成严重的污染。好氧堆肥是一种简单、环境友好的处理有机固废的方式。中药渣富含的木质纤维素结构成为堆肥的限制因素,添加微生物菌剂降解木质纤维素是一种绿色和经济的途径。生物炭加入不仅为堆肥中微生物提供生长所需的微环境,也起到固定氮等营养元素的作用,同样有助于堆肥的进行。因
【基金项目】
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国家重点研发计划固废专项中药固废及抗生素菌渣资源化利用与无害化处置技术项目——固废资源化残余物消纳与全过程污染控制技术及示范(2019YFC1906604);
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随着我国中药行业的发展,中药材的需求连年攀升,中药企业带来巨大利润的同时,也带来上万吨的中药固废。焚烧、填埋等传统处理方式已然对环境造成严重的污染。好氧堆肥是一种简单、环境友好的处理有机固废的方式。中药渣富含的木质纤维素结构成为堆肥的限制因素,添加微生物菌剂降解木质纤维素是一种绿色和经济的途径。生物炭加入不仅为堆肥中微生物提供生长所需的微环境,也起到固定氮等营养元素的作用,同样有助于堆肥的进行。因此,本研究进行了微生物菌剂以及微生物菌剂和生物炭联用的中药渣好氧堆肥小试,探究了微生物菌剂以及微生物菌剂和生物炭对中药渣好氧堆肥理化性质、氮素转化、木质纤维素降解及腐殖质含量的影响。研究结果表明,微生物菌剂的加入增加了嗜热期的时间,接种比为0.5%的实验组获得最好的效果,最高温度可以达到63.3℃。更高的含水率反映出中药渣堆体内微生物代谢更为剧烈。接种微生物菌剂提高了氨气累计释放量,促进了含氮有机质的降解;同时,加快了木质纤维素在前期的降解速率,提高了木质纤维素降解酶系的酶活性,最终纤维素降解率和木质素降解率分别提升了6.53%和19.51%;增加了腐殖质的含量及提高了腐殖质的聚合度。接种比0.5%的实验组获得最好的效果。在菌剂接种0.5%的基础上,探究添加不同比例的生物炭对中药渣堆肥的改善作用。结果表明,生物炭的加入有助于氧气在堆体中的分布,有利于堆肥前期的升温。含水率、p H的变化显示,生物炭的加入为微生物富集堆体内的有机组分,加速了有机质的矿化。生物炭加入削减了NH3的累计释放,投加10%和15%生物炭分别削减了17.17%和43.32%;纤维素降解率提高了14.94%,木质素降解率也从13.89%提高到了32.71%;促进有机质向腐殖质的转化,对腐殖质有着固定作用。投加10%的生物炭获得最优的效果。分析微生物菌剂对群落结构的影响发现,微生物菌剂的加入提高了堆肥物种的多样性及物种丰度。提高了木质纤维素关键菌Bacillus(芽孢杆菌属)、Thermobifida(嗜热双歧杆菌属)、Filomicrobium(丝状微菌属)和Pseudoxanthomonas(假黄色单胞菌属)等丰度,提高了木质纤维素的降解潜力;促进Saccharomonospora(糖单孢菌属)的生长,有利于在堆肥腐熟期将木质素和纤维素分解转化为腐殖质。
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