摘要
中国作为畜牧业大国，畜禽养殖开始向集约化方式发展，生猪规模化养殖过程产生的大量猪粪带来的处置问题，给环境造成了巨大的压力，同时也是资源的严重浪费。在猪粪资源化利用中，堆肥因其绿色、低成本、回收价值高等优点已成为最有效的处理方法，传统堆肥方式存在发酵周期长、发酵过程产生异味和重金属残留等问题。本研究针对目前猪粪好氧堆肥产生异味的问题，以猪粪为材料，筛选除臭菌剂用于半透膜好氧堆肥系统构建，研究腐熟指标变化、水溶性有机物演替及络合重金属特征和微生物群落结构变化规律。实现半透膜好氧堆肥系统的优化，并对半透膜好氧堆肥技术的工业化应用进行可行性论证，加快对畜禽粪便资源化利用的处理效率，为今后规模化提供技术指导。 从猪粪半透膜好氧堆肥的三个不同时期获得了28株菌种，进一步筛选后得到高效去除氨气的菌株4株，高效去除硫化氢的菌株3株。根据7株菌，采用L8(27)正交试验高效除臭菌群，进一步优化获得最终复合除臭菌剂除氨菌26号Serratia marcescens（粘质沙雷氏菌）+除硫化氢菌10号Bacillus velezensis（贝莱斯芽胞杆菌）。通过菌剂优化实验获得最佳接种配比为1∶2，最佳接种量在10%-15%之间。将构建好的菌剂投加到半透膜好氧堆肥实验中，氨气的去除率在第8d到达最高值为67%，高于商业除臭菌剂的42%，硫化氢去除率在第8d到达最高值为57%高于商业除臭菌剂的40%。 堆肥实验中1号空白对照堆体和2号投加商业菌剂堆体堆肥过程中，臭味均仅存在10d，随着高温期结束臭味消失。两个堆肥实验的腐熟指标变化符合一般的发酵规律，高温期分别为10天和6天，初始总有机碳分别为52.2%和53.1%，经过发酵分别降至39.5%和41.2%；堆肥结束后，2号堆体中还存在一部分脂肪族和多糖类物质；随着堆肥的进行，DOM由大分子类蛋白物质演替为小分子腐殖酸，由于投加菌种不同，1号堆体DOM主要以类富里酸和类腐殖酸为主，2号堆体主要以类富里酸为主；Cr、Cu、Mn、Ni等种元素含量均未超标，符合堆肥腐熟标准。通过对比堆体肥效，接种自筛菌剂的猪粪堆肥总养分提高7.6%，符合肥料标准。不同时期微生物群落结构差异较大，除臭菌剂的投加使微生物群落结构发生了改变。投加菌剂的堆体中，高温期沙雷氏菌属和芽孢杆菌属的相对丰度增加，有助于猪粪好氧堆肥过程臭味的去除。
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