锯末添加量对餐厨废弃物生物干化效率和细菌群落的影响

摘要

餐厨废弃物存在含水率高、内部孔隙率低等问题,可以通过添加辅料来改善,适宜的辅料添加量有助于促进生物干化过程有机质降解和腐殖质形成,以提高生物干化效率。锯末作为一种富含碳源且低成本的辅料之一,近年来被广泛应用于各种废弃物资源化利用的研究中,但餐厨废弃物与锯末的配比如何影响微生物群落演替进而提升生物干化效率的过程机制尚不清楚。该研究在55 L生物干化反应器中,探究餐厨废弃物与锯末湿质量比为5:1(T1)、7:1(T2)和10:1(T3)三种处理对生物干化过程中的关键理化指标(包括温度、含水率、挥发性固体含量、电导率、酸碱度、种子发芽指数、总有机碳、总氮、总磷、总钾和碳氮比等)和细菌群落结构的影响。结果表明:与T1、T3相比,T2处理高温期持续时间最久,分别延长了50.00%、100.00%,在生物干化结束时含水率最低、有机质降解率最高,水分去除率达37.14%,挥发性固体降解率为15.88%;T2的种子发芽指数比T1、T3处理分别提前3、6 d达到80%以上,且在生物干化结束时,总养分含量升高28.32%,其中总磷含量升高最为显著,升高了121.62%,约为其他处理的1.92和1.90倍,说明T2处理的物料配比更有助于堆体腐熟和提高养分含量;此外,T2处理的Bacillus、Ureibacillus和Thermobifida等堆肥有益菌属的相对丰度更高,且Chao1和Shannon指数更大;相关性分析表明Ureibacillus、Symbiobacterium、Tepidimicrobium和Bacillus与堆体温度显著正相关(P<0.05),Thermobifida、Pusillimonas、Vulgatibacter、Mycobacterium与种子发芽率指数显著正相关(P<0.05),与挥发性固体含量、含水率和总氮含量显著负相关(P<0.05)。餐厨废弃物和锯末的湿质量比为7:1时,水分去除和有机质降解效果最好、细菌群落丰富度尤其是堆肥有益菌属的相对丰度最高,有利于定向筛选和培养功能微生物,提高餐厨废弃物生物干化效率。