張金麗

（云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，云南昆明 650106）

垃圾處理與循環(huán)利用，是社會資源科學(xué)管理與綜合運(yùn)用的有效渠道，它是綠色生產(chǎn)理念在社會中落實(shí)的具體體現(xiàn)。隨著國內(nèi)生產(chǎn)研究技術(shù)的進(jìn)一步深入，垃圾循環(huán)應(yīng)用技術(shù)水平也在逐步創(chuàng)新。為實(shí)現(xiàn)社會資源循環(huán)利用工作的有序性推進(jìn)，筆者將高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中的應(yīng)用分析歸納如下。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究方法，對高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中的應(yīng)用方式效果進(jìn)行探究，以達(dá)到資源的綜合利用。

（1）菌體：自制高效復(fù)合微生物菌群，實(shí)驗(yàn)地區(qū)周邊隨機(jī)收集的生活垃圾、污泥[1]。

（2）烘干箱、堆肥反應(yīng)器、測定儀器等實(shí)驗(yàn)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(yǎng)基。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法流程

（1）對混合菌群進(jìn)行高效性培養(yǎng)；（2）利用專業(yè)的堆肥反應(yīng)設(shè)備進(jìn)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(shí)驗(yàn)方法步驟

1.2.2.1 菌群培養(yǎng)

取250 mL培養(yǎng)基置于500mL的錐形瓶中，按照10%的接種率進(jìn)行接種，本次實(shí)驗(yàn)中所有接種菌群均為高效復(fù)合微生物菌。將錐形瓶放置在28～30 ℃的環(huán)境下，設(shè)置偏心距2.5 cm的角度持續(xù)進(jìn)行搖晃振蕩，速度為150 r/min，持續(xù)性計(jì)數(shù)法記錄48 h內(nèi)菌種的成活率。

1.2.2.2 菌群對垃圾反應(yīng)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(shè)計(jì)堆肥反應(yīng)試驗(yàn)裝置。各個菌體反應(yīng)器關(guān)聯(lián)期間，各個部分關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)需要明確相應(yīng)的控制要點(diǎn)。（1）反應(yīng)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(yīng)范圍。（2）設(shè)備供應(yīng)速度調(diào)控時，可著重對非分層部分的H2S氣體濃度進(jìn)行控制。如果菌群操作期間H2S氣體濃度≥5×106時，實(shí)驗(yàn)時需要重新進(jìn)行內(nèi)部垃圾資源的翻動。（3）將其系統(tǒng)操作的最高溫度控制在60～65℃。操作人員應(yīng)在內(nèi)部溫度超出其范圍時，及時進(jìn)行降溫與調(diào)整。（4）堆肥反應(yīng)器中濕度應(yīng)調(diào)節(jié)在55%～60%，且生物反應(yīng)控制時，注重濕度條件的把握。（5）由于反應(yīng)器的整體容積為55 kg，則內(nèi)部堆肥資源的數(shù)量應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行搭配。實(shí)驗(yàn)前分析統(tǒng)計(jì)可知：堆肥材料中含水量為50%，有機(jī)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(yīng)堆設(shè)計(jì)完成后，按照對照組5份，實(shí)驗(yàn)組5份的標(biāo)準(zhǔn)分配。

1.2.2.3 測試分析

實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行反應(yīng)效果的探究。（1）在反應(yīng)堆的基礎(chǔ)上，采用最大供氧速度進(jìn)行氧氣供應(yīng)調(diào)節(jié)，待內(nèi)部氧氣含量達(dá)到20%～30%狀態(tài)時，可關(guān)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(jìn)行混合，混合比為1∶10。采用機(jī)械震蕩設(shè)備進(jìn)行勻速搖晃，并在溶液靜置后進(jìn)行離心過濾，震蕩過濾的強(qiáng)度為轉(zhuǎn)動速率1 000 r/min，過濾膜縫隙為0.45 μm。最后按照標(biāo)準(zhǔn)含氮量分析溶液中有機(jī)碳的數(shù)量，統(tǒng)計(jì)活菌數(shù)量，分析實(shí)驗(yàn)信息的統(tǒng)計(jì)結(jié)果[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

見表1，圖1。

表1 堆料接種分析結(jié)果表

2.2 實(shí)驗(yàn)分析

2.2.1 溫度因素對微生物菌群的作用

溫度是高復(fù)合微生物菌群分解作用產(chǎn)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(fā)酵的過程中，自身會發(fā)生一定的熱量；另一方面，在外部環(huán)氧融合的過程中，周圍菌群之間死亡-再生，也可以達(dá)到溫度調(diào)節(jié)的效果。

圖1 堆料接種溫度分析圖

本次實(shí)驗(yàn)中，氧氣、二氧化碳、O2-H2S的轉(zhuǎn)換生成期間，污染物反應(yīng)期間的溫度變化呈現(xiàn)出明顯的波動變化狀態(tài)。（1）在反應(yīng)物初步融合的狀態(tài)下，對照組與實(shí)驗(yàn)組的反應(yīng)物均呈現(xiàn)出溫度逐漸升高的趨勢；（2）待其溫度升溫強(qiáng)度達(dá)到最高值的狀態(tài)時，各個部分的溫度開始初步出現(xiàn)下滑的趨向；（3）反應(yīng)物在不同的反應(yīng)狀態(tài)下，基本實(shí)現(xiàn)了位置反應(yīng)因素與控制條件之間的協(xié)調(diào)波動。

也就是說，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境控制的狀態(tài)下，堆肥環(huán)境中的溫度條件會隨著內(nèi)部微生物分解情況的變化發(fā)生相應(yīng)的改變。一方面，微生物群體數(shù)目中，有機(jī)物在高效菌體的作用下會迅速分解，當(dāng)結(jié)構(gòu)中菌體數(shù)量增加時，生物反應(yīng)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(huán)境溫度逐步提升的過程中，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的迅速分解。由此，只要有機(jī)肥高溫加溫處理期間，其內(nèi)部溫度控制得當(dāng)，就可以保障高復(fù)合菌體結(jié)構(gòu)處于良性對接循環(huán)狀態(tài)，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(yùn)用方式。

2.2.2 微生物數(shù)量菌群繁衍應(yīng)用

利用高效率微生物菌進(jìn)行生物反應(yīng)與資源利用，也體現(xiàn)為借助微生物群體的活躍性分解能力，保持垃圾堆肥發(fā)酵的穩(wěn)定性和密度性，即良好的微生物菌群形式，可實(shí)現(xiàn)微生物資源的循環(huán)性應(yīng)用。

本次實(shí)驗(yàn)中微生物群體，尤其是堆肥過程中的微生物群體數(shù)量上，對照組與觀察組群體數(shù)量初期保持一致，但隨著后續(xù)垃圾堆肥操作處理的實(shí)際需求發(fā)生變化，對照組中微生物群體的數(shù)量上呈現(xiàn)出明顯的弱化趨勢。而觀察組則在高效生物群的狀態(tài)下，依舊保持著持續(xù)性的微生物生存數(shù)量。

結(jié)合課題研究實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果可知：想要將高效復(fù)合菌體應(yīng)用到生活垃圾堆肥轉(zhuǎn)換應(yīng)用的工作中來，就必須保障反應(yīng)物中菌體數(shù)量。由此，進(jìn)行微生物高效處理與操作期間，可通過菌群特定化培養(yǎng)和菌群繁殖數(shù)量調(diào)控的策略實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。比如，在高效高溫群體控制期間，通過復(fù)合菌群數(shù)量調(diào)控的方式，實(shí)現(xiàn)對菌群繁衍活力強(qiáng)度的調(diào)控。或者，通過高效復(fù)合菌群結(jié)合速率調(diào)節(jié)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(fù)合微生物菌群應(yīng)用策略。

2.2.3 氧氣消耗強(qiáng)度與菌群控制

氧氣是微生物生存與繁衍的重要條件。依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程可知，只有實(shí)驗(yàn)期間有效的控制了氧氣的補(bǔ)充數(shù)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(fù)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(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中所發(fā)揮的作用。

本次實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)顯示：（1）對照組在平穩(wěn)性的高效復(fù)合微生物菌群生長狀態(tài)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(fā)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(shù)據(jù)之間形成了鮮明的對比。（2）高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中所發(fā)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(huán)境調(diào)控因素把握產(chǎn)生一定影響。

結(jié)合以上關(guān)于高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中應(yīng)用氧氣因素的探索來說，想要實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的、持續(xù)性的微生物反應(yīng)效果，一方面需要持續(xù)、有規(guī)律的進(jìn)行反應(yīng)區(qū)域的氧氣供應(yīng)；一方面要保障周圍氧氣、空氣的調(diào)控強(qiáng)度，從而為高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中分解提供可靠的依據(jù)。

2.2.4 有機(jī)物降解能力

有機(jī)物降解工作的有序性安排，在于對高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥期間的有機(jī)物分解能力的分析。依據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果來說，持續(xù)進(jìn)行有機(jī)物存儲后，其中實(shí)驗(yàn)組有機(jī)物的分解率達(dá)到了1～2周30%左右，對照組中有機(jī)物分解量達(dá)到了1～2周19%左右，數(shù)據(jù)層面的差異，也直接反應(yīng)除了有機(jī)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(guān)聯(lián)。

為了保障高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥融合期間，堆肥發(fā)酵呈現(xiàn)出良好的反應(yīng)狀態(tài)，就必須要進(jìn)行有機(jī)物降解與資源因素的有序性調(diào)控。由此，我們在進(jìn)行高效復(fù)合微生物群體調(diào)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(dāng)，或者高效復(fù)合微生物強(qiáng)度調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)膯栴}。

2.2.5 堆肥參數(shù)控制分析

高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中應(yīng)用效果的判斷，也需要從堆肥參數(shù)調(diào)節(jié)的層面進(jìn)行相關(guān)性因素的把握，實(shí)驗(yàn)分析中通常運(yùn)用C/N作為堆肥參數(shù)情況的代表元素。同時，高效復(fù)合微生物菌群的正常反應(yīng)值在25～30是正常狀態(tài)。

結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)來說，實(shí)驗(yàn)中對照組堆肥參數(shù)變化初期為27，隨著其中二氧化碳的數(shù)值逐步增加，高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中的參數(shù)值出現(xiàn)了明顯的下降趨勢，且后續(xù)補(bǔ)充也并未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；而觀察組中高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中實(shí)踐探究期間，前期參數(shù)指標(biāo)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(shù)量上出現(xiàn)了明顯的下降趨勢，但隨著后續(xù)微生物指標(biāo)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(shù)因素提升到可控制狀態(tài)下，其實(shí)踐過程中堆肥因素將保持著協(xié)調(diào)穩(wěn)定的狀態(tài)。

為此，想要將高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中應(yīng)用的優(yōu)勢最大限度的發(fā)揮出來，就必須要重視微生物參數(shù)的控制，通過多維化的微生物規(guī)劃條件的整合，保持微生物的控制數(shù)量。

3 結(jié)論

綜上所述，淺談高效復(fù)合微生物菌群在垃圾堆肥中的應(yīng)用，是社會資源開發(fā)與深入性探索的理論歸納。在此基礎(chǔ)上，本文通過溫度因素與微生物菌群作用、微生物數(shù)量菌群繁衍應(yīng)用、氧氣消耗強(qiáng)度與菌群控制、有機(jī)物降解能力、堆肥參數(shù)控制分析五部分，明確高效復(fù)合微生物菌群調(diào)控。因此，文章研究結(jié)果，將為資源綜合利用提供探究思路。