摘要
好氧堆肥是实现厨余垃圾无害化处理和资源化利用的有效方式之一，但厨余垃圾高含水率以及低碳氮比（C/N）的特点决定了其想要达到满意的堆肥效果就需要在进行堆肥之前使用一定量的调理剂进行混合，而且堆肥过程中温室气体及臭味气体排放造成的环境污染及氮素损失问题也亟待解决。好氧堆肥处理周期相对较长，近年来昆虫生物转化技术可以快速实现厨余垃圾减量化，但是其残留物生化稳定性较低。本文主要是探讨了园林垃圾作为厨余垃圾堆肥调理剂的可行性；在优化调理剂选择的基础上，在堆体覆盖分子膜，研究其对氮素保留及气体减排的效果；之后以家蝇虫沙为原料，研究昆虫生物转化与好氧堆肥技术联用对腐熟进程及经济效益的影响。具体的研究结果如下： （1）树枝和树叶作为两种堆肥填充剂与厨余垃圾进行好氧堆肥，两种园林垃圾都能有效改善厨余垃圾的堆肥效果。与树枝（T2）组相比，树叶（T1）组在堆肥过程中升温速度较快，达到的最高温度更高，高温期持续时间长，腐熟度更高；在臭味及温室气体排放方面，T1组NH3、H2S、N2O排放量比T2组分别减少了34.74%、73.56%、29.24%，但CH4、CO2分别比T2组增加了12.74%、10.69%。以树叶作为调理剂与厨余垃圾进行堆肥时，耐高温以及与有机物降解相关的微生物如Bacillus、Lactobacillus、Pseudoxanthomona、Micromonosporaceae的丰度显著高于T2，以树叶作为调理剂与厨余垃圾进行堆肥更有利于主要的嗜热和有机物降解相关细菌的繁殖。综合比较，树叶比树枝更适合作为厨余垃圾好氧堆肥的调理剂。 （2）通过采用膜覆盖结合底部曝气的方法在厨余垃圾好氧堆肥过程中。与传统堆肥相比，采用膜覆盖堆肥，可以延长堆肥的高温期，从而获得更为彻底的有机质降解过程。由于膜的阻隔以及膜内冷凝水层的吸附作用，NH3、N2O及CH4的排放量与对照相比分别减少了48.50%、44.05%及23.95%，减少的氮排放以更高浓度的NH4+-N与NO3--N保留在有机肥中，这也一定程度上提升了有机肥的养分。氨氧化微生物的群落变化以及有限元模型预测解释了氮的保留、转化与释放。总的来说，膜覆盖好氧堆肥技术不影响堆肥性能，并具有更低的环境影响。 （3）经过好氧堆肥后，虫沙中残留的幼虫均被分解，本研究采用的膜密闭堆肥方式，有效解决了虫沙堆肥过程中残留幼虫的逃逸问题。生物转化阶段显著降低了厨余垃圾的植物毒性，但未完全腐熟，进一步堆肥腐熟过程中虫沙升温速度较快，在第19天时堆肥就已进入稳定状态。三维荧光光谱分析及微生物群落变化均表明虫沙处理更早进入堆肥成熟期，与厨余垃圾直接进行好氧堆肥相比可以加快堆肥的腐熟进程，使虫沙达到有机肥产品的无害化和腐熟标准。
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