淺談高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中的應用

張金麗

（云南經濟管理學院，云南昆明 650106）

垃圾處理與循環利用，是社會資源科學管理與綜合運用的有效渠道，它是綠色生產理念在社會中落實的具體體現。隨著國內生產研究技術的進一步深入，垃圾循環應用技術水平也在逐步創新。為實現社會資源循環利用工作的有序性推進，筆者將高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中的應用分析歸納如下。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

通過設計實驗研究方法，對高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中的應用方式效果進行探究，以達到資源的綜合利用。

（1）菌體：自制高效復合微生物菌群，實驗地區周邊隨機收集的生活垃圾、污泥[1]。

（2）烘干箱、堆肥反應器、測定儀器等實驗用品。

（3）由氯化鈉、瓊脂、土豆提取液、葡萄糖、麥芽溶液、酵母溶液、蒸餾水等配制的培養基。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗方法流程

（1）對混合菌群進行高效性培養；（2）利用專業的堆肥反應設備進行操作處理；（3）分析和觀察對照組與觀察組的菌群勘測變化情況。

1.2.2 實驗方法步驟

1.2.2.1 菌群培養

取250 mL培養基置于500mL的錐形瓶中，按照10%的接種率進行接種，本次實驗中所有接種菌群均為高效復合微生物菌。將錐形瓶放置在28～30 ℃的環境下，設置偏心距2.5 cm的角度持續進行搖晃振蕩，速度為150 r/min，持續性計數法記錄48 h內菌種的成活率。

1.2.2.2 菌群對垃圾反應處理效果

按照“氣泵-氣體流量記錄器-原料-溫差控制裝置-保溫箱-氣體測定儀-過濾裝置”的順序，設計堆肥反應試驗裝置。各個菌體反應器關聯期間，各個部分關聯環節需要明確相應的控制要點。（1）反應器、氣體濃度測定、以及供氧泵等部分，均要保障氣體流動的速度與供應范圍。（2）設備供應速度調控時，可著重對非分層部分的H2S氣體濃度進行控制。如果菌群操作期間H2S氣體濃度≥5×106時，實驗時需要重新進行內部垃圾資源的翻動。（3）將其系統操作的最高溫度控制在60～65℃。操作人員應在內部溫度超出其范圍時，及時進行降溫與調整。（4）堆肥反應器中濕度應調節在55%～60%，且生物反應控制時，注重濕度條件的把握。（5）由于反應器的整體容積為55 kg，則內部堆肥資源的數量應為整體容積的50%左右。本次底部堆料中生活垃圾、污泥、粉煤灰、甘草按照1∶2∶3 ∶1的標準進行搭配。實驗前分析統計可知：堆肥材料中含水量為50%，有機物50%，氮、磷、鉀、以及重金屬（銅、鋅等）含量分別為1.30%、0.65%、1.23%、7.01%。（6）反應堆設計完成后，按照對照組5份，實驗組5份的標準分配。

1.2.2.3 測試分析

實驗后進行反應效果的探究。（1）在反應堆的基礎上，采用最大供氧速度進行氧氣供應調節，待內部氧氣含量達到20%～30%狀態時，可關閉供氧閥門，測定其中氧氣的消耗量；（2）將固定樣品與蒸餾水進行混合，混合比為1∶10。采用機械震蕩設備進行勻速搖晃，并在溶液靜置后進行離心過濾，震蕩過濾的強度為轉動速率1 000 r/min，過濾膜縫隙為0.45 μm。最后按照標準含氮量分析溶液中有機碳的數量，統計活菌數量，分析實驗信息的統計結果[2]。

2 結果與分析

2.1 實驗結果

見表1，圖1。

表1 堆料接種分析結果表

2.2 實驗分析

2.2.1 溫度因素對微生物菌群的作用

溫度是高復合微生物菌群分解作用產生的主要影響因素，它在微生物菌垃圾分解中占有輔助性作用。一方面，垃圾資源在長期的堆積發酵的過程中，自身會發生一定的熱量；另一方面，在外部環氧融合的過程中，周圍菌群之間死亡-再生，也可以達到溫度調節的效果。

圖1 堆料接種溫度分析圖

本次實驗中，氧氣、二氧化碳、O2-H2S的轉換生成期間，污染物反應期間的溫度變化呈現出明顯的波動變化狀態。（1）在反應物初步融合的狀態下，對照組與實驗組的反應物均呈現出溫度逐漸升高的趨勢；（2）待其溫度升溫強度達到最高值的狀態時，各個部分的溫度開始初步出現下滑的趨向；（3）反應物在不同的反應狀態下，基本實現了位置反應因素與控制條件之間的協調波動。

也就是說，在實驗環境控制的狀態下，堆肥環境中的溫度條件會隨著內部微生物分解情況的變化發生相應的改變。一方面，微生物群體數目中，有機物在高效菌體的作用下會迅速分解，當結構中菌體數量增加時，生物反應堆高溫反饋情況會逐步提升；另一方面，垃圾堆肥中微生物可在周圍環境溫度逐步提升的過程中，實現有機物的迅速分解。由此，只要有機肥高溫加溫處理期間，其內部溫度控制得當，就可以保障高復合菌體結構處于良性對接循環狀態，這對于垃圾堆肥資源的綜合探索與利用來說，無疑是一種長期性的菌群運用方式。

2.2.2 微生物數量菌群繁衍應用

利用高效率微生物菌進行生物反應與資源利用，也體現為借助微生物群體的活躍性分解能力，保持垃圾堆肥發酵的穩定性和密度性，即良好的微生物菌群形式，可實現微生物資源的循環性應用。

本次實驗中微生物群體，尤其是堆肥過程中的微生物群體數量上，對照組與觀察組群體數量初期保持一致，但隨著后續垃圾堆肥操作處理的實際需求發生變化，對照組中微生物群體的數量上呈現出明顯的弱化趨勢。而觀察組則在高效生物群的狀態下，依舊保持著持續性的微生物生存數量。

結合課題研究實驗分析結果可知：想要將高效復合菌體應用到生活垃圾堆肥轉換應用的工作中來，就必須保障反應物中菌體數量。由此，進行微生物高效處理與操作期間，可通過菌群特定化培養和菌群繁殖數量調控的策略實現目標。比如，在高效高溫群體控制期間，通過復合菌群數量調控的方式，實現對菌群繁衍活力強度的調控。或者，通過高效復合菌群結合速率調節法，減少菌群接種、微生物銜接等方面的問題，都是有效的高效復合微生物菌群應用策略。

2.2.3 氧氣消耗強度與菌群控制

氧氣是微生物生存與繁衍的重要條件。依據實驗過程可知，只有實驗期間有效的控制了氧氣的補充數量，這樣方可保障微生物的繁衍與分解能力[3]。為此，在高效復合微生物菌群垃圾堆肥分析過程中，注重對氧氣損耗量的分析，也可以明確高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中所發揮的作用。

本次實驗中得到的數據顯示：（1）對照組在平穩性的高效復合微生物菌群生長狀態下，微生物的氧氣需求量大約為40小時0.133 L/（min kg），而觀察的微生物在多重振蕩、加溫等外部輔助因素發生變化的情況下，微生物的氧氣需求量大約為0.143L/（min kg）。兩組數據之間形成了鮮明的對比。（2）高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中所發揮的作用，也會跟隨周圍空間中氧氣的變化而變化。而這種氧氣控制與干擾傳輸條件的把握與分析，會對微生物生存環境調控因素把握產生一定影響。

結合以上關于高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中應用氧氣因素的探索來說，想要實現協調的、持續性的微生物反應效果，一方面需要持續、有規律的進行反應區域的氧氣供應；一方面要保障周圍氧氣、空氣的調控強度，從而為高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中分解提供可靠的依據。

2.2.4 有機物降解能力

有機物降解工作的有序性安排，在于對高效復合微生物菌群在垃圾堆肥期間的有機物分解能力的分析。依據本次實驗結果來說，持續進行有機物存儲后，其中實驗組有機物的分解率達到了1～2周30%左右，對照組中有機物分解量達到了1～2周19%左右，數據層面的差異，也直接反應除了有機物降解水平的高低，與垃圾堆肥的分解能力之間有著密切性關聯。

為了保障高效復合微生物菌群在垃圾堆肥融合期間，堆肥發酵呈現出良好的反應狀態，就必須要進行有機物降解與資源因素的有序性調控。由此，我們在進行高效復合微生物群體調控過程中，可通過微生物群體控制的方式，解決菌群之間群體因素控制不當，或者高效復合微生物強度調節不當的問題。

2.2.5 堆肥參數控制分析

高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中應用效果的判斷，也需要從堆肥參數調節的層面進行相關性因素的把握，實驗分析中通常運用C/N作為堆肥參數情況的代表元素。同時，高效復合微生物菌群的正常反應值在25～30是正常狀態。

結合本次實驗中的數據來說，實驗中對照組堆肥參數變化初期為27，隨著其中二氧化碳的數值逐步增加，高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中的參數值出現了明顯的下降趨勢，且后續補充也并未達到標準狀態；而觀察組中高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中實踐探究期間，前期參數指標與對照組之間并無較大差異，在堆肥中微生物新陳代謝的過程中，其數量上出現了明顯的下降趨勢，但隨著后續微生物指標條件的逐步變化，高效微生物群體逐步通過金屬元素、氮磷鉀因素的置換，將其參數因素提升到可控制狀態下，其實踐過程中堆肥因素將保持著協調穩定的狀態。

為此，想要將高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中應用的優勢最大限度的發揮出來，就必須要重視微生物參數的控制，通過多維化的微生物規劃條件的整合，保持微生物的控制數量。

3 結論

綜上所述，淺談高效復合微生物菌群在垃圾堆肥中的應用，是社會資源開發與深入性探索的理論歸納。在此基礎上，本文通過溫度因素與微生物菌群作用、微生物數量菌群繁衍應用、氧氣消耗強度與菌群控制、有機物降解能力、堆肥參數控制分析五部分，明確高效復合微生物菌群調控。因此，文章研究結果，將為資源綜合利用提供探究思路。