全 文 ：第 1 4卷第3期
2 0 0 6年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．14 No．3
July， 2006
复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用
许晓英 李 季
(中国农业大学资源与环境学院 北京 100094)
摘 要 试验研究复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用结果表明，污泥高温好氧堆肥中接种复合微生物
菌 剂对缩短达到 高温期的时间以及增加堆体 中细菌 、真菌 、放 线菌数量 效果不 显著 ，但 接种 复合微 生物菌剂处理 高
温持续 时间相对较长 ，且提前 3d达到腐 熟。
关键词 污泥 堆肥 微 生物 接种
Application of complex microbial inoculants in the high。temperature and aeration composting sewage sludge．XU Xiao—
Ying，LI Ji(Colege of Resources and Environment，China Agricultural University，Beijing 100094，China)，CJEA，2006，
14(3)：64～66
Abstract The application of complex microbial inoculants in the high—temperature and aeration composting sewage sludge
was studied．The results show that the efficiencies of the complex microbial inoculants are not signifciant for the redUCtion
of the time for reaching the high—temperature period，the increase of the numbers of bacteria
，fungi and actinomyces in a
composting process of sewage sludge．But the sustained time of high-temperature is longer by inoculating the complex micro—
bials，and the decomposition can be reached 3 days ahead of time．
Key words Sewage sludge，Co mposting，Microorganism，Inoculants
(Received Sept．10，2004；revised Oct．15．2004)
污泥是污水厂处理废水所产生的固态废弃物，一般由较松散的小块物质组成，除含有病原菌、寄生虫
(卵)、重金属及某些难降解有机毒物外，还含有植物生长发育所需的 N、P、K及维持植物正常生长发育的多
种微量元素和能改良土壤结构的有机质。利用污泥进行堆肥处理，应用于农田和绿地，已成为当前污泥无
害化和农肥化的重要途径之一。本试验研究了复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用，为科学合理 ．
地进行污泥堆肥提供依据。
l 试验材料与方法
试验所用复合微生物菌剂由中国农业大学资源与环境学院实验室自制，污泥、玉米芯、回流堆肥及粉煤
灰均来源于山西沃土堆肥厂。试验所用培养基细菌为牛肉膏、蛋白胨培养基，0．11MPal21℃灭菌 20min；真
菌为查氏培养基，0．11MPal21℃灭菌20min，之后加青霉素200单位／mL，链霉素 100单位／mL；放线菌为高
氏 1号培养基，0．11MPal21℃灭菌20min，之后加青霉素200单位／mL，链霉素 100单位／mL，里素劳 100单
位／mL；大肠杆菌为EMB培养基。
试验于2003年 8月 12日～9月 30日进行，历时49d，设不添加复合微生物菌剂(I)和添加 1‰复合微
生物菌剂(按质量计，1I)共2个处理，堆肥初始条件为水分 60％左右，C／N值 25左右，温度控制以≤65℃为
准 J。按污泥：玉米芯：回流堆肥：粉煤灰 =14：2：3：1配制物料(质量比)，采用动态强制通风堆肥方式，
750W 鼓风机开始每 1h鼓风 30min，14d后每 3h鼓风 30min。
堆肥在0d、3d、6d、⋯、45d、48d翻堆并取样，每堆采 3个平行样，每样品约 2kg，样品充分混匀后装入经
过辐照的干净密封塑料袋带回实验室，部分样品4℃保存，部分样品烘干。样品含水率、pH值、全 C、全 N参
照土壤农化分析法测定⋯，微生物活菌数采用平板计数法测定，在距离堆体表层 20cm处测量温度，固定采
样点每天测量 2次。
收稿IB期：2004—09—10 改回日期：2004—10-15
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第 3期 许晓英等：复合微生物菌剂在污泥高温好氧堆肥中的应用 65
2 结果与分析
2．1 堆肥过程中不同处理温度、水分与 c／N值的变化
温度是堆料中微生物生命活动的重要标志，堆肥的目的是使堆体温度快速上升、并在适宜温度维持一
段时间，使有机物降解并杀死其中的病原菌_2 J。由图 1可知处理 I和处理Ⅱ堆体中层温度达到 50℃的时间
为堆肥第 12d，>50℃的时间持续长达 39d。处理I达到的最高温度为63℃，达到最高温度的时间为第 19d，
处理Ⅱ达到的最高温度以及时间分别为 62℃、第 25d；处理 I>60℃持续 3d，处理Ⅱ>60℃持续 7d。故接种
复合微生物菌剂未缩短达到高温期的时间，但接种后堆肥高温期持续时间相对较长。堆肥生态系统中水分
对于有机物分解和微生物生长繁殖是不可缺少的。堆肥中水分的主要作用在于溶解有机物，参与微生物的
新陈代谢；水分蒸发还可带走热量，起到调节堆肥温度的作用。试验中处理 I和处理 Ⅱ初始含水率分别控
制在 62．52％和63．12％。堆肥经过 6d的强制通气，低分子糖类有机物优先分解，产生少量水，堆体水分稍
微升高，随堆肥高温期的进行，堆体内水分不断蒸发，堆肥过程中物料水分呈下降趋势，堆肥结束时处理 I
和处理 Ⅱ含水率分别为21．58％和20．71％，分别降低 41％和 42％。由于试验在夏季进行，环境温度高，且
通风供氧充足，空气流动带走的水分多，故处理 I和处理Ⅱ含水率下降较为显著。C／N值是最基本的堆肥腐熟
度评价方法之一，从堆肥前的25~30下降到 20以下，认为堆肥达到腐熟_5 J。但由于不同物料的初始和终点C／N
值差异很大，且许多堆肥原料的 C／N值较低 ，从而影响了这一参数的广泛应用。本研究处理 I和处理 Ⅱ初始
C／N值为25，由于微生物的降解作用，总有机碳含量随堆肥时间的延长逐渐降低，而总N含量呈上升趋势，故堆肥
过程中C／N值越来越小。堆肥结束时处理I、处理H C／N值分别为16和 17，降幅分别为36％和32％，C／N值低
于20的反应时间分别为第48d和45d。以C／N值低于20为腐熟标准，则处理Ⅱ比处理Ij是前 3d达到腐熟。
70
60
50
40
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20
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60
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堆肥时间，d
图 1 堆肥过程中不同处理温度、水分与 C／N值变化
Fig．1 Temperature，moisture and C／N value during composting under different treatments
2．2 堆肥过程中不同处理细菌、真菌、放线菌与大肠杆菌的变化
细菌是最小的生物体，可快速将可溶性底物 35
吸收到细胞中，而一些芽孢杆菌由于能产生较
厚的孢子，可抵御 高温、辐射及化学灭菌作
用[7l。堆肥过程中细菌是降解有机物和产热的
主要微生物类群 (至少 80％～90％微生物活动
产生于细菌)，它可利用多种酶对有机物进行化
学分解。由图 2可知堆肥初期 (0～9d)堆料 中
含有大量细菌，微生物分解有机质使堆温上升，
常温菌数量随之增长；当温度上升到 40℃(第
7d)左右，常温菌受到抑制，总菌数量有所下降；
此时嗜温细菌慢慢生 长繁殖 ，细菌总数逐渐上
升，处理 I和处理Ⅱ细菌数量分别在第 15d、12d
达到第 1个峰值；当温度达到 55℃～60℃，嗜温
菌受到抑制，嗜热菌开始活跃 ，处理 I和处理 Ⅱ
细菌数量达到第 2个峰值；当温度>60℃，嗜热
菌部分死亡或休眠，细菌总数迅速下降。堆肥
后期当堆体温度降到合适范围时，嗜温菌又恢
羹
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：
0 6 l2 l8 24 30 36 42 48
堆肥时间／d
0 6 l2 l8 24 30 36 42 48
堆肥时间，d
0 6 l2 l8 24 30 36 42 48
堆肥时间／d
0 6 l2 l8 24 30 36 42 48
堆肥时间／d
图 2 堆肥过程 中不同处理细菌 、真菌 、放线菌与大肠杆菌的变化
Fig．2 Bacteria，fungi，actinomyces and coli
during composting under different treatments
” "
遥N／u
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 14卷
复其活性，细菌数量又呈现一定上升趋势，但细菌数量最终值大于初始值，这与 Webley J的研究结果相同。
真菌比细菌抗干燥能力强，物料含水量大以及通风不良条件不利于真菌生长和繁殖，此外过于频繁的机械
搅拌容易破坏真菌菌丝，不利于真菌活动 J。堆肥初期嗜温真菌繁殖旺盛，数量增长迅速。经过 12d的发
酵，堆体进入高温期，嗜温真菌受到抑制，数量逐渐下降，高温真菌开始活跃，菌数慢慢增长。当温度 >
60℃，嗜热菌部分死亡或休眠，真菌总数呈下降趋势。本试验中处理 工真菌数量明显高于处理 Ⅱ，故接种复
合微生物菌剂后堆肥中真菌数量减少。放线菌通常由许多细胞菌丝缠绕在一起，是具有多细胞菌丝的细
菌，在恶劣条件下以孢子形式存活 J，是堆肥高温期分解木质纤维素的优势菌种。堆肥初期嗜温放线菌繁
殖旺盛，数量增长迅速，处理 工和处理Ⅱ分别在第9d和第 6d达到峰值，此后随温度上升，放线菌数量逐渐下
降，堆肥后期放线菌数量又有所回升，处理 I和处理 Ⅱ分别在第 33d和第 36d达到第 2个峰值。由于接种的
复合微生物菌剂中含有一定浓度的放线菌，故处理 Ⅱ放线菌数量高于处理 工。大肠杆菌是一种指示菌，当
堆肥中存在大肠杆菌时表明其他种类病原菌存在，高温致使大肠杆菌死亡，其他病原菌也就相应被杀死。
新鲜污泥中含有大量致病菌如大肠杆菌、寄生虫(卵)等，但这些致病微生物对温度非常敏感。堆肥初期大
肠杆菌数量很高，处理 工和处理Ⅱ的初始值分别为2290个 于物质和 1040个 于物质；当温度升到 50℃后 2～
3d，大肠杆菌数量急剧下降，堆肥结束时处理 I和处理Ⅱ大肠杆菌数量均为0，表明高温堆肥对大肠杆菌的
杀灭作用可达 100％。
3 小结与讨论
本试验中污泥高温好氧堆肥中接种复合微生物菌剂对缩短达到高温期的时间以及增加堆体中细菌、真
菌、放线菌数量效果不明显，但接种复合微生物菌剂处理高温持续时间相对较长，且提前3d达到腐熟。本试
验接种复合微生物菌剂未缩短达到高温期的时间，主要原因是复合微生物菌剂中只有放线菌属高温微生
物，其他菌株则属中温微生物，接种的主要 目的是增加混合物料初始微生物总量，但接种后初始堆层中微生
物数目增加不明显，处理 工和处理 Ⅱ初始微生物总数分别为2．37亿个 于物质和4．68亿个 于物质，故未起到
起爆作用，未能使发酵温度迅速升到理想高度。建议今后继续研究土著微生物初始浓度对接种微生物浓度
的影响，寻求经济合理的降低土著微生物浓度和竞争的方法；筛选驯化针对性强的菌株，优化复合微生物菌
剂配方，并根据复合微生物菌剂性质选择适宜的接种时间；同时还应针对不同物料及配方、不同接种浓度等
进行深入的研究。
参 考 文 献
1 鲍士旦．土壤农化分析(第 3版)．北京：中国农业出版社，2000
2 席北斗，刘鸿亮，孟 伟等 高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用．环境科学，2001，22(5)：122-125
3 席北斗，刘鸿亮，白庆中等．堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状．环境污染治理技术与设备，2002，3(3)：19-23
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