第九章 微生物在农业固体废弃物资源化.ppt

第九章 微生物在农业固体废弃物资源化中的应用 第一节 微生物特性 第二节 微生物菌剂在农业固体废弃物资源化中的应用 第三节 生物工程技术在农业固体废弃物资源 化中的应用 第一节 微生物特性 一、微生物的定义 微生物是指生物界中一类个体微小、结构简单甚至没有细胞结构的低等生物。 它们主要包括由原核细胞组成的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体和真核细胞所构成的真菌、藻类、原生动物以及无细胞结构的病毒和类病毒等。 二、微生物的主要特点 ㈠个体微小，结构简单 ㈡代谢活跃，方式多样，易培养 ㈢繁殖快、易变异 ㈣抗性强，休眠长 ㈤种类繁多、种源丰富 ㈥分布广，分类界极宽 第二节 微生物菌剂在农业固体废弃物资源化中的应用 一、微生物菌剂的定义 通过向传统的生物处理体系中加入具有 特定功能的微生物，增强其对特定污染物的降解能力，从而改善整个处理体系，在处理过程中投加的菌种或混合菌制剂就称为微生物菌剂。 二、微生物菌剂在农业固体废弃物治理中的应用 ㈠微生物菌剂发酵秸秆饲料 ⒈原理 通过有效微生物的生长繁殖使其分泌大量的酸。在酸的作用下，秸秆中的木聚糖链和木质素聚合物酯链被酶解，木质纤维素转化成糖类。从而促使饲料变软、变香而更加适口。 ⒉发酵秸秆饲料的方法 先将秸秆混合粉碎成5mm左右的草粉， 再按草粉∶水∶微生物菌剂∶红糖=100∶35 ∶ 0.1∶0.1的比例配料。先将红糖全都溶于水温为35℃左右的水中， 加入微生物菌剂后充分搅匀，即为微生物菌剂发酵液，然后将草粉倒入发酵液中搅拌均匀，然后进行含水量测定。最后将调制好的发酵料装入事先备好的池或缸中，注意边装边压实，不让透气，密封贮藏备用。 ⒊秸秆饲料发酵质量好坏的鉴别方法 若刚一开启贮料容器就有一股酒香味扑鼻而来，用舌头舔尝时有甜酸味者为合格料；假若只甜不酸则系发酵不够；如果只酸不甜则系含水量过高；但若有腐败臭味则系发酵失败，应找出失败原因，改进发酵工艺，将废料晾干重新发酵，直到将饲料发酵合格为止。 ㈡微生物菌剂生产生物有机肥 1.成熟堆肥的因素 农业废物主要来源于秸秆等禾本植物，木质素含量较高。而木质素是复杂的芳香族高聚物，溶解性差，难以被酸水解，是目前公认的微生物难降解的芳香族化合物之一。故传统堆肥常因含有大量木质纤维素而致使堆肥效果不佳，于是加强木质纤维转化为腐殖质便成为堆肥充分腐熟的关键。 2.传统堆肥的弊端 传统堆肥法一般都是采用增加营养和改善环境条件的方法。 传统堆肥法存在发酵时间长、产生臭味且肥效低等问题。虽然有机废弃物堆肥可利用堆料初期存在的微生物群落(细菌、放线菌、真菌) 进行自然发酵， 完成堆肥化过程，但堆肥初期有效微生物量少， 需要一定时间才能繁殖起来。 3.生物菌剂堆肥的办法 ⑴单独作用 白腐真菌是降解木质素一类芳香化合物能力最强的微生物，在堆料中接种白腐菌菌剂，一定程度上促进了纤维素的降解。从而加速堆肥过程，使堆肥中有机物降解得更为彻底。因此，培养接种这类真菌用于堆肥，是处理固体废物的一条有效途径，极具应用前景。 ⑵协同作用 高效纤维素分解菌和ＥＭ菌结合，依靠微生物相互间协同作用，即ＥＭ菌的高效分解作用迅速将堆料中的易分解有机物降解，放出能量，使堆料温度迅速升高，使纤维素软化，为纤维素分解菌提供有利的环境;同时高效纤维素分解菌快速降解纤维素等大分子物质代谢为小分子物质，作为ＥＭ菌的营养物质。从而ＥＭ菌、纤维素分解菌形成良好的共生代谢关系，提高了堆肥效率。 ⑶生物菌剂堆肥的好处 接种微生物菌剂进行堆肥，增加了堆肥初期微生物的群体数目，提高了菌群质量，使微生物菌群各菌种之间相互协同，形成复杂而稳定的生态系统，使堆层中的微生物迅速繁殖，并维持在相对稳定的较高水平之上。从而增强微生物的降解活性，使堆肥温度迅速升高并维持较长的时间，提高堆肥效率。因此，利用秸秆等作为原材料，接种混合菌剂进行堆肥，是固体废物资源化的一条有效的途径。 ㈢生物除臭 近年来，许多研究结果表明，在鸡粪堆制过程中添加适当的微生物能显著加速有机碳的分解，减少氮素损失和缩短堆肥时间，还能明显减少堆制过程中臭味的挥发，提高肥效，保护环境。 三、微生物菌剂的研制 微生物菌剂的研制是生物转化农业固体废物、变废为宝的核心部分，因此，选育高效的微生物菌种以及确定复合菌剂中的各菌种组合成为其中的关键，高效菌种的选育主要来自三个方面。 ㈠野生型菌种 直接从被污染的环境或污泥中富集、筛选。由