论文摘要
本研究采用强制通风堆肥工艺,对城市污水处理厂的消化污泥进行了堆肥化处理,分析了污泥堆肥过程中物理、化学及生物学指标的变化规律,采用常规微生物培养与PCR-DGGE技术以及基因测序相结合的方法,来分析堆肥过程中微生物的多样性及其种群结构的演替变化,研究了污泥堆肥过程中微生物种群结构的演替变化规律,阐明了污泥堆肥过程中堆肥产品的物理化学特征变化与微生物种群结构演替变化的关系,并对优势菌种进行了基因测序,确定了堆肥过程中的部分处于优势地位的微生物种类。主要取得了以下结果:在不同的季节将污泥和木屑按不同的体积配比,分别为污泥/木屑2:1、污泥/木屑1.5:1、污泥/木屑/回流污泥2:1:1、污泥/木屑1:1、污泥/木屑1.5:1,进行的5组堆肥试验,均能达到设定温度（60℃）。在堆肥前5d内,分别达到了最高温度63℃、68℃、68℃、62℃和66℃;并在55℃以上,分别维持了6d、5d、6d、6d和10d。对堆肥过程中温度、含水率、有机质、pH、TN、NH4+-N等参数的监测表明堆肥过程能顺利进行。堆肥结束时,堆肥产品中的含水率、有机质、TN较堆肥原料明显减少;pH和NH4+-N在整个堆肥过程中呈先升高后降低的变化规律,而电导率和NO3--N则是先增高,后来呈基本稳定状态;堆肥进行到40天左右时,五组堆肥试验种子发芽指数分别达到了77.96%、90.12%、94.40%、93.74%、88.63%,堆肥产品已基本消除植物毒性,达到了完全腐熟。采用传统培养（菌种计数法）分析堆肥过程中微生物的研究表明,堆肥初期,细菌数量大约108109个/g干泥,且在整个堆肥过程中细菌的数量最大,是整个堆肥过程的优势种群;真菌、放线菌数量相对较少,比细菌约低24个数量级。在堆肥升温期细菌、真菌和放线菌都大量繁殖,高温期过后数量都有所下降。其中,堆肥高温使大肠菌群数量降低了57个数量级,蛔虫卵的灭杀率为95%100%,达到了国家高温堆肥标准。PCR-DGGE结合基因测序技术分析堆肥过程中微生物群落结构结果表明,在堆肥不同时期,居于优势地位的微生物种群是不一样的,随着堆肥温度的变化微生物种群结构不断发生变化,在堆肥结束时趋于稳定;对堆肥不同时期的优势菌种的测序,得到了uncultured compost bacterium clone 2B09 16S ribosomal RNA gene等12个微生物种群。