堆肥发酵菌种 堆肥优势菌种筛选

　　摘要利用城市污水处理厂的脱水污泥进行高温好氧堆肥，筛选其中的优势菌种。结果表明：菌种XJ-2是细菌类中的优势菌，菌种FXJ-3是放线菌类中的优势菌；大分子有机物分解菌中的淀粉降解菌DF-1、油脂降解菌YZ-2、蛋白质降解菌DBZ-1及纤维素降解菌XWS-1是优势菌种；随培养时间的延长，XJ-2和FXJ-3均符合微生物生长基本规律，经历了生长期、对数期、稳定期和衰亡期。
　　关键词污泥；堆肥；优势菌种；筛选
　　中图分类号X172文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）02-0300-02
　　
　　ScreeningofSuperioritalBacteriumfromCompost
　　WU Qing-qingYANG Li *WU Shao-lin
　　（College of Environment and Chemistry Engineering，Nanchang Hang Kong University，Nanchang Jiangxi 330063）
　　AbstractUsing the dehydration sludge of city sewage treatment plant to carry on good-oxygen compost under high temperature，the superiorial spawns were screened.The results showed that the spawn XJ-2 was the superiorial fungus in the bacterium，FXJ-3 was the superiorial fungus in the ray fungi. The starch degeneration fungus DF-1，fat degeneration fungus YZ-2，protein degeneration fungus DBZ-1 and cellulose degeneration fungus XWS-1 among the macro-molecule organic matter decomposition fungus were the superiorial fungus.XJ-2 and FXJ-3 conformed the basic rule of microorganism growing with the raise time increasing，in which had experienced the vegetal period，the logarithmic phase，the stabilization period and the decline phase.
　　Key wordssludge；compost；superiorial fungus；screening
　　
　　堆肥发酵过程中有机物会大量分解并放出热量，导致堆体温度升高。因此，堆肥化技术的关键在于如何让有机物快速充分地分解，从而实现堆体迅速升温并维持长时间高温[1-2]。微生物是堆肥发酵的关键，其种类和数量的变化对污泥发酵影响很大。研究表明，单一的细菌、真菌、放线菌群体，无论其活性多高，在加快堆肥化过程中的作用都低于混合微生物菌群的共同作用[3-6]。堆肥中使用的原料为城市污泥，主要组分为生物残体及颗粒胶质微粒。填充剂和调节剂绝大部分来自植物，它们的主要成分是碳水化合物（即纤维素）、蛋白质、脂肪和淀粉。发酵初期，堆体内氧气充足，好氧细菌和真菌分解碳水化合物、蛋白质、脂肪，同时散发热量使堆体温度上升；高温期，好热性细菌、放线菌分解纤维素和半纤维素。
　　1材料与方法
　　1.1试剂与仪器
　　1.1.1堆肥原料。南昌市朝阳污水厂的脱水污泥、麦秸；北京双旋微生物培养基制造厂制造的蛋白栋。
　　1.1.2供试试剂。牛肉膏，北京双旋微生物培养基制造厂；硫酸亚铁，天津市福晨化学试剂厂；硫酸镁，北京化工厂；磷酸二氢钾，上海青竹化工科技有限公司；磷酸氢二钠，广东西陇化工厂汕头；氯化钠，株洲九洲化学试剂厂；硝酸氨，广东汕头市西陇化工厂；氯化钙，上海化学试剂厂；葡萄糖，汕头市天地和食品有限公司。
　　分别制备富集培养基、污泥有机质降解菌分离培养基、大分子有机物分解菌分离培养基、大分子有机物分解菌筛选培养基。
　　1.1.3供试仪器。BS/BT系列电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；DGG-9140B电热恒温鼓风干燥箱，上海森信实验仪器有限公司；LDZX-40不锈钢立式电热蒸汽压力消毒器，上海申安医疗器械厂；HA-S恒温振荡器，常州国华电子有限公司；VIS-7220分光光度计，北京瑞利分析仪器公司；LRH-150B生化培养箱，广东省医疗器械厂；生物显微镜等。
　　1.2菌种的分离及纯化
　　在堆肥高温期间（55 ℃以上），经取样、分离培养，发现真菌平板上无菌落长出，原因是真菌不适应高温环境而基本死亡。分别挑取放线菌5株、细菌4株、淀粉分解菌4株、蛋白质分解菌3株、油脂分解菌3株以及纤维素分解菌2株，纯化后编号，置斜面保存。
　　1.3指标测定
　　（1）污泥有机质的测定。将污泥样品在105 ℃下烘干，研磨过筛（筛孔2ram），再烘至恒重。称取样品约5 g置于瓷坩埚中，放入马弗炉，550 ℃灼烧至恒重，灼烧所损失的量为污泥有机质含量。
　　（2）比耗氧速率SOUR的测定。称取2～5 g新鲜样品，根据不同有机质含量加入定量的蒸馏水，在20 ℃下用溶氧仪进行连续测定。污泥样品悬浮液在48 h内的需氧量（间隔2 h）可由下式计算：
　　SOUR=■
　　式中：SOUR为比耗氧速率（mg/（g・h）)；Smax为最大耗氧速率（mg/（L・h），VS为上清液容积（L）；m为污泥样品鲜重（g）；DS为污泥样品的固体含量；VS为污泥样品的挥发性固体含量。
　　2结果与分析
　　2.1污泥有机质降解菌的筛选
　　从表1可以看出，在有机质降解菌中，污泥有机质去除率、比耗氧速率较大的为放线菌类降解菌FXJ-3、细菌类降解菌XJ-2。原始含水率为60%的污水厂脱水污泥中，本身也含有一定量的有机质降解菌。因此，在培养的过程中也能去除一定量的污泥有机质。
　　按质量分数2.5%接种了污泥有机质降解菌的脱水污泥，其有机质的去除率普遍高于未接种的原始脱水污泥。接种了细菌XJ-2和放线菌FXJ-3的脱水污泥，其污泥有机质的去除率最高，且比耗氧速率最大。从而可以判断，菌种XJ-2是细菌类中的优势菌，菌种FXJ-3是放线菌类中的优势菌。
　　2.3大分子有机物分解菌的筛选
　　通过比较各株淀粉分解菌、蛋白质分解菌、油脂分解菌的降解能力Up值，以及纤维素分解菌分解滤纸的情况，从而筛选出各类大分子有机物分解菌中的优势菌，如表2、3、4、5所示。
　　从表2可以看出，Up值最大的菌株是DF-1，说明其降解淀粉的能力最强，从而判定菌株DF-1是淀粉分解菌中的优势菌种。另外，表2也反映出淀粉分解菌对淀粉的降解能力大小，跟它的菌落大小以及产生的透明圈大小无关。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　从表3、4可以看出，降解蛋白质能力最强的菌株是DBZ-1，降解油脂能力最强的菌株是YZ-2。
　　从表5可以看出，XWS-2滤纸的失重率比XWS-1大，说明菌株XWS-2对滤纸的降解能力相对较大，从而判定菌种XWS-2是纤维素降解菌中的优势菌种。
　　2.4放线菌FXJ-3的培养
　　将从放线菌中筛选出的优势菌种FXJ-3，接种到高氏一号液体培养基上，在高温55 ℃下培养。在液体培养基中，放线菌FXJ-3随着培养时间的增加而不断增加，逐渐使液体培养基变混浊，用721分光光度计连续测定液体培养基的光密度值（表6）。
　　从表6可以看出，前24 h是放线菌FXJ-3生命周期中的生长期，此期间放线菌细胞分裂迟缓，代谢活跃，数量的增加幅度非常小；24～48 h是放线菌FXJ-3生命周期中的对数期，在此期间放线菌FXJ-3细胞代谢旺盛，生长旺盛，数量以几何级数增加，其生长曲线的递增趋势非常大；48～96 h时段是放线菌FXJ-3生命周期中的稳定期，处于稳定期的放线菌FXJ-3新增殖的数量与老细胞的死亡数几乎相等，二者在整个培养液中处于动态平衡，此时的生长速度逐渐趋于零；由于营养物质的消耗，有害代谢产物的积累，逐渐进入放线菌FXJ-3生命周期中的衰亡期，细胞逐渐停止分裂，并慢慢死亡，生长曲线逐渐呈现下降趋势。
　　2.5细菌XJ-2的培养
　　将从细菌中筛选出的优势菌种XJ-2，接种到牛肉膏蛋白胨液体培养基上，在高温55 ℃下培养。观查细菌XJ-2的生长变化趋势（表7）。
　　从表7可以看出，前12 h是细菌XJ-2生命周期中的生长期，12～36 h是细菌XJ-2生命周期中的对数期，36～96 h时段是细菌XJ-2生命周期中的稳定期。
　　3结论与讨论
　　从城市污泥模拟堆肥中筛选出各菌种的优势菌，即放线菌FXJ-3、细菌XJ-2、淀粉降解菌DF-1、油脂降解菌YZ-2、蛋白质降解菌DBZ-1及纤维素降解菌XWS-1。
　　真菌培养基上无真菌长出，说明真菌不能在55℃以上的高温下生存而基本死亡。菌种在筛选培养基上均能生长，但生长特性有明显差异，说明它们能不同程度地分解为成分复杂的有机废弃物，这为其在城市污泥堆肥上的应用打下了基础。与不接菌剂的空白对照相比，接入微生物菌剂对堆肥工业化生产是非常有利的，可以降低生产成本，缩短堆肥时间。最后选取筛选出来的其中2种优势菌种放线菌FXJ-3、细菌XJ-2进行培养，通过分别连续测量其液体培养基的光密度值，进而研究微生物生长趋势，表明这2种菌种符合微生物生长基本规律，经历了生长期、对数期、稳定期和衰亡期。
　　4参考文献
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