市政污泥好氧堆肥研究進(jìn)展

謝細(xì)竹　宋書(shū)巧　陳冠海

市政污泥好氧堆肥研究進(jìn)展

謝細(xì)竹1宋書(shū)巧2陳冠海1

（1.南寧師范大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣西 南寧 530100； 2.南寧師范大學(xué)環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，廣西 南寧 530100）

文章剖析了污泥堆肥的原理，對(duì)市政污泥堆肥的可行性以及局限性進(jìn)行了分析，并就污泥堆肥工藝的主要影響因子，如調(diào)理劑、微生物等對(duì)污泥堆肥的影響規(guī)律進(jìn)行了分析，闡述了污泥堆肥施用可能產(chǎn)生的重金屬危害?？傮w來(lái)說(shuō)，出于安全性考慮，污泥堆肥用于園林綠化是比較合理的。

城市污泥；溫度；微生物；重金屬

引言

堆肥化（Composting），是指在微生物作用下，將有機(jī)物礦質(zhì)化、腐殖化、無(wú)害化的一系列過(guò)程[1]。污泥好氧堆肥是在好氧條件下，將市政污泥與輔料混合進(jìn)行堆肥，利用微生物作用使污泥最終滿(mǎn)足資源化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、減量化的要求。傳統(tǒng)污泥好氧堆肥存在耗時(shí)長(zhǎng)、占地面積大、有機(jī)物流失、重金屬殘留、氮素丟失、散發(fā)惡臭等問(wèn)題[2]，因此研究污泥腐熟的機(jī)制及堆肥的各種影響因子，如調(diào)理劑、微生物及其他因素，如pH、含水率等，優(yōu)化堆肥參數(shù)，提升污泥堆肥的效果很有必要。

好氧堆肥主要依靠污泥中的微生物進(jìn)行。在好氧情況下，微生物以污泥中的碳源為能源、氮源作為物質(zhì)基礎(chǔ)合成體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)[3]。堆肥過(guò)程使得污泥變得松散，重金屬有效性降低、植物可利用成分增加，釋放的熱量能殺滅病原微生物，使污泥能達(dá)到衛(wèi)生學(xué)要求。同時(shí)微生物在發(fā)酵過(guò)程中，將小分子有機(jī)物分解之后，會(huì)產(chǎn)生類(lèi)富里酸和類(lèi)胡敏酸等大分子物質(zhì)，使得污泥的腐殖化程度逐漸加強(qiáng)[4]，污泥的穩(wěn)定性也會(huì)逐漸增強(qiáng)。

通常認(rèn)為溫度是堆肥過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)，是堆肥無(wú)害化的基本要求和污泥堆肥進(jìn)程的一個(gè)重要指征。文昊深[5]的研究表明，微生物生命化學(xué)反應(yīng)釋放了熱量，且反應(yīng)過(guò)程中對(duì)底物的利用改變了堆體的理化性質(zhì)，而這種改變又對(duì)微生物的種類(lèi)以及群落特征產(chǎn)生了影響。

溫度、輔料、微生物三者中復(fù)雜的影響機(jī)制，一直是污泥堆肥研究熱點(diǎn)，其工藝原理如圖1所示。本文在分析歸納前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)這三者的影響機(jī)制進(jìn)行了探討。

圖1 污泥堆肥工藝原理圖

1 溫度

好氧堆肥堆體中的有機(jī)質(zhì)是微生物代謝的基質(zhì)，也是堆肥過(guò)程中熱量的來(lái)源。一般污泥堆肥會(huì)經(jīng)歷升溫期、高溫期、降溫期，升溫期的熱量通常由簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)物分解提供，高溫期的熱量通常由纖維素、木質(zhì)素等大分子有機(jī)物分解提供，降溫期通常是微生物利用已礦化的有機(jī)物合成富里酸、胡敏酸等腐殖質(zhì)成分的過(guò)程[6,7]。第一次高溫期若是存在有機(jī)物分解不徹底的情況，便可能存在二次升溫。

《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T 510－2017[8]中規(guī)定，污泥高溫好氧發(fā)酵過(guò)程控制指標(biāo)為：溫度達(dá)到55℃～65℃；持續(xù)時(shí)間達(dá)到3天以上；發(fā)酵時(shí)間達(dá)到20天以上。堆肥過(guò)程溫度的變化，引起耐高溫菌種和中、低溫菌種的交替變化，同時(shí)會(huì)使熱敏感的微生物如病原菌死亡，從而提高了污泥使用的衛(wèi)生安全性，又稱(chēng)為污泥無(wú)害化[9]，Bian等[10]也贊同以溫度來(lái)確定污泥中微生物的活性及是否達(dá)到無(wú)害化要求。

由于無(wú)害化對(duì)于堆體的溫度要求，保持堆體的高溫期和高溫持續(xù)時(shí)間十分重要。堆體的溫度變化通常受到堆體本身、環(huán)境溫度、堆體大小和通風(fēng)方式的影響。在底物供給充分、通風(fēng)量合適的情況下，微生物進(jìn)行生命活動(dòng)自然放出熱量，當(dāng)微生物反應(yīng)放熱大于堆體以熱輻射形式損失的熱量時(shí)，堆體溫度上升。因此小堆體的污泥堆肥受到環(huán)境影響很大，Julie Bachelart[11]建立的關(guān)于Aureilhan（法國(guó)）污水處理廠污泥/樹(shù)皮混合物堆肥過(guò)程中發(fā)酵步驟的二維建模，模擬自然通風(fēng)狀態(tài)下堆體的升溫情況，在控制兩組外界天氣狀況不同的情況下，A排（冬季）的最高氣溫不超過(guò)35℃，B排（夏季）的最高氣溫在50℃左右；外環(huán)境溫度不僅影響升溫，對(duì)腐殖質(zhì)含量也有影響，常會(huì)慶[12]分別在10℃和25℃環(huán)境溫度下設(shè)置堆肥實(shí)驗(yàn)，在其他實(shí)驗(yàn)條件相同的情況下，T25相比于T10，堆肥的高溫期由4天延長(zhǎng)到9天，堆肥最高溫提高由59.5℃提高到65.9℃，T25中污泥中有機(jī)物分解的速度及腐殖質(zhì)積累總量都比T10表現(xiàn)更好。除了增加腐殖質(zhì)含量之外，好氧堆肥可以有效降低污泥中的污染物，如徐玉璐[13]認(rèn)為，好氧堆肥中較高的溫度提高了微塑料的生物降解性，而在面對(duì)生物型污染物時(shí)，一方面高溫堆肥可以殺滅污泥中假單胞菌和沙門(mén)氏菌等常溫致病菌，實(shí)現(xiàn)微生物水平上的無(wú)害化；另一方面也可以有效削減ARGs的豐度，實(shí)現(xiàn)基因水平上的無(wú)害化。張愛(ài)生[14]在不同外環(huán)境溫度下，對(duì)污泥堆肥過(guò)程中ARG（抗生素抗性基因）的降解進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)外環(huán)境溫度從30℃升到50℃～55℃之后，ARG（抗生素抗性基因）的降解率從30%升高到66%～83%，且縮短了堆肥腐熟的時(shí)間。

區(qū)別于傳統(tǒng)的好氧堆肥（TC），超高溫好氧堆肥（HTC）也是近年的研究熱點(diǎn)，其中周普雄[15]嘗試使用極端嗜熱菌開(kāi)展污泥的高溫好氧發(fā)酵工藝，取得了良好效果，80℃以上的高溫期達(dá)9 d以上，最高溫達(dá)93.4℃，超高溫堆肥由于其獨(dú)特嗜熱菌群，能加速堆肥腐殖化，加快堆肥腐熟，減少氮素流失，提高種子發(fā)芽率，展現(xiàn)出比傳統(tǒng)高溫堆肥更優(yōu)的效果，余震[16]的研究與之類(lèi)似。

2 堆肥調(diào)理劑

由于原生污泥的碳氮比較低，有機(jī)質(zhì)含量較低，透氣性差，含水率高，無(wú)法自然升溫，合理添加堆肥輔料能改善污泥碳氮比，調(diào)節(jié)含水率和孔隙率；外加碳源也可以減少氨氮損失。研究表明，污泥的碳氮比越低，堆肥過(guò)程中碳、氮含量損失越多，且微生物生物量碳、氮活性越低[17]，因此選擇合適的輔料就顯得非常重要。大多數(shù)研究人員進(jìn)行堆肥時(shí)，在活性調(diào)理劑中常選擇木屑、秸稈、樹(shù)葉、蘑菇渣等園林廢棄物，惰性調(diào)理劑中選擇生物炭、活性炭、煤渣、輪胎碎片等。

調(diào)理劑最重要的一點(diǎn)便是幫助堆肥反應(yīng)啟動(dòng)，并通過(guò)控制調(diào)理劑的種類(lèi)、比例及其它參數(shù)，優(yōu)化堆肥效果。研究表明，部分調(diào)理劑能對(duì)重金屬進(jìn)行鈍化，減弱重金屬毒性。肖祖飛[18]使用木屑作為外加碳源與城市污泥混合堆肥，發(fā)現(xiàn)堆肥后期木屑形態(tài)未發(fā)生明顯變化，推論木屑在堆肥過(guò)程中未參與反應(yīng)，只起到了改善堆體通透性的作用，但肖組飛的實(shí)驗(yàn)周期短，污泥發(fā)酵溫度低，可能出現(xiàn)有機(jī)物未被分解的情況；安玉亭[19]以稻草秸稈為調(diào)理劑，取得了較好的堆肥效果；張旭蘭[20]以水葫蘆與城市污泥共堆肥，發(fā)現(xiàn)m（污泥）∶m（水葫蘆）配比為4∶1最優(yōu)，溫度最高，有機(jī)物降解率最高；陳鎮(zhèn)新[21]以污泥∶蘑菇渣∶廢白土＝12∶10∶3的配比處理，能得到較好的堆肥效果；孟云姣[22]用蘑菇渣、玉米秸稈、小麥秸稈、木屑四種輔料進(jìn)行堆肥，發(fā)現(xiàn)蘑菇渣能使種子發(fā)芽率達(dá)到最高。熊穎[23]發(fā)現(xiàn)以綠化廢物及回流污泥產(chǎn)品代替綠化廢物為骨料，用靜態(tài)翻堆好氧堆肥工藝處理脫水市政污泥，基本能使得污泥達(dá)到無(wú)害化要求，但當(dāng)污泥單純與回流污泥產(chǎn)品進(jìn)行堆肥時(shí)比例過(guò)高，如5∶6時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致污泥腐熟程度不夠，GI值不能達(dá)到園林綠化標(biāo)準(zhǔn)等情況發(fā)生。

氮素流失也是長(zhǎng)久以來(lái)影響污泥堆肥肥效的因素之一，通過(guò)選擇調(diào)理劑減少堆肥過(guò)程中的氮流失，也是很多研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。宿程遠(yuǎn)[24]的研究表明中藥渣具有固氮的效果，在堆肥初始投放，還能加快堆肥的速率。而生物炭、活性炭等新型調(diào)理劑在固氮方面也有出色表現(xiàn)。廖黎明[25]制備的夏威夷果生物炭吸附劑，能加快有機(jī)質(zhì)的分解、提高污泥堆內(nèi)的硝態(tài)氮含量，起到固氮的作用。岳建芝[26]發(fā)現(xiàn)，添加花生殼炭可以減少堆肥產(chǎn)品TN、NH4+-N、NO3--N損失率，增加TP含量，并且由于花生殼炭其本身富含鉀素較多，可以為污泥堆肥提供鉀元素；且花生殼炭添加可以降低堆肥產(chǎn)物重金屬Cu的生物可利用態(tài)并降低Zn的活化程度；王霄[27]的研究表明，生物炭的添加使得總氮、總鉀和總磷的損失率分別降低了23%、16%和23%，胡富比（H/F）增加率提高了50%，腐殖質(zhì)的損失率降低了10%，有機(jī)質(zhì)降解率提高了17%。

在堆肥前期添加小分子碳源有助于堆肥啟動(dòng)和氮素保存，如吳傳棟[28]通過(guò)投加易降解碳源蔗糖，使得氨同化作用強(qiáng)化，有機(jī)氮含量增加了9.66%；投加蔗糖后，減少了氨化細(xì)菌受酸化影響，氨同化細(xì)菌數(shù)量增加了2.3倍。菌糠和糖蜜的聯(lián)合添加可以有效地控制污泥堆肥中含氮?dú)怏w的釋放和氮素?fù)p失[29]。

其他研究人員嘗試了添加化學(xué)藥劑的效果，如陳耀寧[30]以秸稈等農(nóng)業(yè)廢物為主要原料，添加硝化抑制劑雙氰胺（dicyandiamide，DCD）進(jìn)行靜態(tài)好氧堆肥實(shí)驗(yàn)，在堆肥的不同階段2組樣品NH4+-N和NO3--N含量都有明顯的不同，且添加組優(yōu)于不添加組，說(shuō)明添加DCD有利于硝態(tài)氮和氨態(tài)氮的保全。

本項(xiàng)目組的堆肥實(shí)驗(yàn)表明，利用用蔗渣木屑作為調(diào)理劑，在控制含水率55%和通氣量0.5 m3/h，日通氣三次的條件下堆肥，能獲得較好的升溫速率，但是堆體最高溫停止在40℃左右，無(wú)法進(jìn)入50℃以上的高溫期，這與肖祖飛的研究結(jié)果類(lèi)似。推斷是因?yàn)樘盍夏拘贾械闹饕煞譃槔w維素和木質(zhì)素，兩種有機(jī)物碳鏈過(guò)長(zhǎng)，污泥中缺乏能分解纖維素和木質(zhì)素的菌種。

3 微生物

進(jìn)行污泥堆肥偶爾出現(xiàn)在C/N、調(diào)理劑與含水率合適的情況下，堆體仍然無(wú)法進(jìn)入45℃以上的高溫發(fā)酵期的現(xiàn)象[31]。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，要從體量、碳源和微生物三個(gè)方面思考解決方法。體量過(guò)小，受外環(huán)境影響大，堆體熱量損失多的時(shí)候不易升溫。堆肥常用的調(diào)理劑如木屑、秸稈等主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，且其中半纖維素和木質(zhì)素通過(guò)共價(jià)鍵和木質(zhì)素連接成緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，單一的纖維素酶很難進(jìn)行分解[32]，因此在堆肥前期加入復(fù)合菌種制劑，可以幫助啟動(dòng)堆肥。通過(guò)了解堆肥各時(shí)期不同微生物起到的不同作用，有助于了解堆肥機(jī)制，從而更好地對(duì)堆肥過(guò)程進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，提升堆肥肥效。

對(duì)于在堆肥反應(yīng)中起到作用的各種微生物，目前主要的研究方式是通過(guò)從污泥中取樣，對(duì)其DNA進(jìn)行提取，再用PCR法進(jìn)行定量擴(kuò)增之后進(jìn)行分析測(cè)序。目前所獲得的微生物數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出時(shí)間分異的特點(diǎn)：在中溫期和高溫期、以及降溫期存在不同的優(yōu)勢(shì)菌?，F(xiàn)將部分研究論文數(shù)據(jù)整理如表1所示。

表1 不同菌種優(yōu)勢(shì)期分布

從表1中可看出，甲烷菌在污泥堆肥的全時(shí)期都有分布；堆肥前中期都有芽孢桿菌的分布，而Chitinaphagaceae（噬幾丁質(zhì)菌），假單胞菌、黃桿菌不具備分解大分子有機(jī)物的能力，只能分解葡萄糖等小分子有機(jī)物，且受到溫度影響較大，因此只存在于堆肥后期。

部分菌種呈現(xiàn)出特異性，在污泥堆肥中起到重要作用，但其影響的機(jī)制并不明確。將提取出來(lái)的菌種經(jīng)過(guò)培養(yǎng)之后制成菌劑，添加進(jìn)堆肥中進(jìn)行功能性測(cè)試是鑒定菌種功能性的一種方式。張海霞[37]將菌糠腐熟物中提取出來(lái)的鏈霉菌培養(yǎng)之后，以0.5%、1.0%、1.5%的比例接種，其中0.5%對(duì)污泥堆肥效果最佳，能增長(zhǎng)高溫持續(xù)時(shí)間和最高溫度，但濃度過(guò)高時(shí)會(huì)對(duì)堆肥產(chǎn)生抑制；Che等[38]利用傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜和16S rRNA測(cè)序分析DOM轉(zhuǎn)化過(guò)程，微生物群落結(jié)構(gòu)在堆肥過(guò)程會(huì)發(fā)生劇烈變化，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，卡氏桿菌、芽孢桿菌屬和脫氯單胞菌屬與DOM亞類(lèi)最相關(guān)，鈣細(xì)菌能降解碳水化合物，芽孢桿菌通過(guò)轉(zhuǎn)化含氮化合物加速腐殖化，脫氯單胞菌能降解低多環(huán)芳烴的含量；Zhao等[39]從堆肥樣品中獲得了耐溫硝化菌（TNB），并將其接種到污泥堆肥中，測(cè)定了接種對(duì)氮轉(zhuǎn)化所涉及的理化參數(shù)、氮素?fù)p失和細(xì)菌種群的影響。結(jié)果表明，接種TNB提高了堆肥的溫度，以及pH、有機(jī)質(zhì)降解、C/N比和發(fā)芽指數(shù)等品質(zhì)。與對(duì)照處理相比，接種處理還降低了29.7%的氨排放，使更多的NH4+-N轉(zhuǎn)化為NO3--N，減少了氮素?fù)p失；陳莉[36]用含硫化物的選擇性培養(yǎng)基從污泥堆肥物料中篩選純化耐高溫菌株，從表觀形態(tài)觀察、生理生化分析和16S rRNA基因序列分析的角度確定其種屬地位，鑒定為愛(ài)媛類(lèi)芽孢桿菌（Paenibacillus ehimensis），具有較強(qiáng)的硫氧化能力和環(huán)境抗逆性，為生物脫硫研究領(lǐng)域提供了新的菌種資源，并為污泥堆肥高溫期的含硫臭氣控制提供了一定的理論支持。

Zhao等[40]將優(yōu)勢(shì)菌種Bordetella sp. M05，Ochrobactrum Sp和特異性菌種M06、枯草芽孢桿菌M07和科里葡萄球菌M09制成微生物菌劑，有效地促進(jìn)了污泥堆肥，使得堆體進(jìn)入高溫期（50℃）的時(shí)間比對(duì)照提前了3天，高溫期持續(xù)了12 d，有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量分別提高44.1%、125.9%、311.1%、269.2%。

部分微生物對(duì)環(huán)境毒性也有響應(yīng)，由于PFCAs對(duì)環(huán)境和人體健康具有毒性，Qiao等[41]在堆肥中添加全氟烷基羧酸鹽（PFCAs），與未添加6∶2FTOH的堆肥相比，隨著6∶2FTOH濃度的增加，Proteobacteria比例增加，F(xiàn)irmicutes比例降低。

Hayany[42]對(duì)堆體中3種不同比例的污泥與綠色廢棄物混合堆肥過(guò)程中病原菌（糞大腸菌群、糞鏈球菌、志賀氏菌和沙門(mén)氏菌）的演變進(jìn)行了研究，結(jié)果表明堆體中大腸菌群、糞便鏈霉菌減少99%，志賀菌和沙門(mén)氏菌減少100%。

4 污泥的重金屬危害

污泥中的重金屬毒性已成為限制污泥使用的主要因素之一，污泥使用的風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)在重金屬可能通過(guò)污泥轉(zhuǎn)移，從而在土壤中累積，經(jīng)由食物鏈危害人體健康，可能通過(guò)下滲作用進(jìn)入地下，污染地下水，也可能通過(guò)手、口、皮膚接觸直接進(jìn)入人體，危害人體健康。污泥施用可能帶來(lái)的生態(tài)危險(xiǎn)已引起廣泛關(guān)注。

重金屬的危害與其形態(tài)密切相關(guān)。Tessier將重金屬按提取的難易程度分為五種形態(tài)，分別是交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)[43]。不同形態(tài)重金屬對(duì)環(huán)境的毒性不同，其中交換態(tài)在可溶于水，代表重金屬極易轉(zhuǎn)移；碳酸鹽結(jié)合態(tài)易溶于弱酸，在酸性條件下水解；鐵錳氧化結(jié)合態(tài)，在堿性條件下易反應(yīng)，有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)相對(duì)穩(wěn)定，不容易進(jìn)入食物鏈[44]。王晶[45]認(rèn)為重金屬酸溶態(tài)是最容易發(fā)生遷移的形態(tài)，比較容易危害環(huán)境。重金屬的生物可用態(tài)和可遷移態(tài)所釋放的方式相近，并且重金屬提取量大體相同。鄭西朋[46]用聯(lián)合超聲波破解技術(shù)、好氧堆肥技術(shù)及蚯蚓處理技術(shù)，對(duì)污水處理廠剩余污泥進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)超聲預(yù)處理雖然能增加堆肥腐殖化，也能減緩重金屬累積，但對(duì)重金屬形態(tài)影響不明顯。

朱秀紅[47]使用龍葵作為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)隨著污泥堆肥的施用量增加，植物體內(nèi)的重金屬也隨之累積。但也有研究結(jié)果表明重金屬的生態(tài)危害不像紙面數(shù)據(jù)那么嚴(yán)重，Anushya等[48]通過(guò)田間小區(qū)試驗(yàn)，研究了造紙污泥堆肥和造紙廢水灌溉對(duì)嫁接茄子的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，果實(shí)的花青素含量、總酚含量、抗壞血酸含量、可滴定酸度和蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)屬性沒(méi)有受到影響。Toribio和Romanyà[49]按6 kg/m2的施用量將污泥與不同類(lèi)型的地中海森林土壤混合后，Cu、Ni和Zn總量均有所增加，但重金屬含量遠(yuǎn)低于西班牙的飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；考慮到污泥堆肥對(duì)于污泥的穩(wěn)定化作用，且污泥堆肥有助于污泥中的腐殖質(zhì)增長(zhǎng)[50]，受污泥堆肥中的微生物、腐殖質(zhì)以及其它物質(zhì)影響，或稱(chēng)污泥中重金屬的穩(wěn)定化，使得污泥堆肥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可能遠(yuǎn)低于紙面數(shù)據(jù)。查金[51]也認(rèn)為污泥堆肥能削弱植物對(duì)重金屬的富集能力；程焱[52]認(rèn)為污泥堆肥的施加不是造成土壤中汞釋放的主要因素，且污泥堆肥中添加生物炭可以減少土壤中的汞釋放。由于機(jī)制復(fù)雜，對(duì)污泥中重金屬對(duì)環(huán)境和人體健康的影響還需要進(jìn)一步深入研究。

5 結(jié)束語(yǔ)

污泥堆肥過(guò)程中的溫度變化是堆肥時(shí)期變化的一個(gè)重要指征，主要受到微生物活動(dòng)的影響，溫度是影響堆肥品質(zhì)的重要因素，較高的溫度可以使堆肥達(dá)到無(wú)害化要求，同時(shí)促進(jìn)堆肥的腐殖化，但是較長(zhǎng)的高溫期也可能導(dǎo)致氮素流失。改變調(diào)理劑種類(lèi)和配比可以有效改善污泥堆體升溫過(guò)程，并同時(shí)減少氮素流失。微生物根據(jù)生存的優(yōu)勢(shì)期劃分，可以分為前期和后期，前期嗜熱微生物起到分解有機(jī)物、加快啟動(dòng)堆肥、提高升溫速率等作用，后期嗜溫微生物能促進(jìn)腐殖質(zhì)合成，提高堆體中腐殖質(zhì)的含量。污泥堆肥受到污泥本身和輔料的影響很大，重金屬生態(tài)危害又受到污泥施用和土壤本底值的影響，因此對(duì)于污泥堆肥的利用不能一棒打死，也不能盲目推崇。關(guān)于污泥堆肥的利用，還需要更廣泛、更系統(tǒng)地探索和研究。

[1] 李國(guó)學(xué)，李玉春，李彥富. 固體廢物堆肥化及堆肥添加劑研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2003(2): 252-256.

[2] 郭學(xué)彬，王國(guó)安，常江，等. 市政污泥堆肥過(guò)程中VSC(揮發(fā)性硫化物)和氨氣釋放規(guī)律研究[J]. 環(huán)境工程2021(2): 82-88.

[3] 熊穎，白冬銳，張濤，等. 綠化廢物低比例補(bǔ)充的市政污泥好氧堆肥可行性分析[J]. 環(huán)境工程，2021，39(3): 153-160.

[4] 毛宇翔，李涵，職音，等. 城市污泥好氧堆肥過(guò)程中DOM的光譜動(dòng)態(tài)變化特征[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2021，21(2): 794-803.

[5] 文昊深. 城市生活垃圾高溫好氧堆肥工藝優(yōu)化研究[D]. 重慶: 重慶大學(xué)，2004.

[6] 任君燾. 一種固態(tài)堆肥接種劑在污泥處理中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39(1): 128-129.

[7] 姜繼韶，雷建森，王洋，等. 雙氰胺對(duì)污泥堆肥過(guò)程中酶活性和細(xì)菌群落演變的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，41(4): 1478-1486.

[8] CJ/T 510－2017. 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[9] 丁文川，李宏，郝以瓊，等. 污泥好氧堆肥主要微生物類(lèi)群及其生態(tài)規(guī)律[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002(6): 113-116.

[10] Bian X, Sun Y J, Li W H, et al. Chai Co-composting of municipal solid waste mixed with matured sewage sludge:the relationship between N2O emissions and denitrifying gene abundance[J]. Chemosphere, 2017, 189: 581-589.

[11] Bachelart J, Hort C, Platel V, et al. Modelling sewage sludge composting in WWTP: Influence of meteorological conditions[J]. International Journal of Environmental Science and Development, 2020, 11(12): 535-539.

[12] 常會(huì)慶，鄭彩杰，張建宇，等. 不同環(huán)境溫度條件對(duì)脫水污泥堆肥效果的影響研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2017，26(10): 1755-1760.

[13] 徐玉璐，喬子茹，儲(chǔ)思琴，等. 污泥資源化過(guò)程中新興污染物的賦存與控制研究進(jìn)展[J]. 環(huán)境工程，2021，39(9): 146-153.

[14] 張愛(ài)生，曲俊蓉，許斌，等. 外環(huán)境溫度對(duì)污泥堆肥過(guò)程中抗生素抗性基因的影響[J]. 環(huán)境工程，2021，39(5): 104-110.

[15] 周普雄. 超高溫好氧發(fā)酵工藝加速污泥堆肥腐熟過(guò)程研究[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué)，2018.

[16] 余震，周順桂. 超高溫好氧發(fā)酵技術(shù): 堆肥快速腐熟與污染控制機(jī)制[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，43(5): 781-789.

[17] 林誠(chéng)，劉用波，林福光，等. 城市污泥高溫好氧堆肥過(guò)程中碳氮含量的變化特征[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，25(21): 110-112.

[18] 肖祖飛，李剛，陳欣瑤，等. 不同類(lèi)型外加碳源對(duì)制藥污泥堆肥過(guò)程中青霉素降解的影響[J]. 環(huán)境化學(xué)，2018，37(8): 1728-1737.

[19] 安玉亭，劉彬，薛丹丹，等. 城市污泥與稻草混合堆肥氧氣消耗的通風(fēng)量?jī)?yōu)化研究[J]. 中國(guó)土壤與肥料，2019(1): 128-133.

[20] 張旭蘭，張淑娟. 城市污泥與水葫蘆堆肥性質(zhì)變化規(guī)律[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2017，11(7): 4343-4348.

[21] 陳鎮(zhèn)新，檀笑，解啟來(lái)，等. 不同輔料配比對(duì)城市污泥堆肥效果及重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45(1): 227-234.

[22] 孟云姣，唐鋒兵，張娟，等. 不同調(diào)理劑協(xié)同市政污泥好氧堆肥試驗(yàn)研究[J]. 工業(yè)用水與廢水，2020，51(1): 82-87.

[23] 熊穎，白冬銳，張濤，等. 綠化廢物低比例補(bǔ)充的市政污泥好氧堆肥可行性分析[J]. 環(huán)境工程，2021，39(3): 153-160.

[24] 宿程遠(yuǎn)，鄭鵬，阮祁華，等. 中藥渣與城市污泥好氧共堆肥的效能[J]. 環(huán)境科學(xué)，2016，37(10): 4062-4068.

[25] 廖黎明. 生物質(zhì)炭投加對(duì)污水廠污泥好氧堆肥的影響[C]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集(第二卷)，2018.

[26] 岳建芝，常興濤，李輝，等. 花生殼炭對(duì)污泥堆肥營(yíng)養(yǎng)元素和重金屬動(dòng)態(tài)變化的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，53(6): 950-958.

[27] 王霄，徐素，詹俊，等. 農(nóng)村有機(jī)固廢兩段式好氧協(xié)同堆肥效果分析[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2021，15(5): 1708-1715.

[28] 吳傳棟. 基于碳源調(diào)控的污泥堆肥氮素轉(zhuǎn)化及氨同化作用機(jī)制研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2018.

[29] 孟利強(qiáng). 碳源調(diào)控污泥堆肥氮素轉(zhuǎn)化與含氮?dú)怏w釋放生物機(jī)制研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2019.

[30] 陳耀寧，黃愛(ài)知，黎媛萍，等. 硝化抑制劑對(duì)農(nóng)業(yè)廢物好氧堆肥理化性質(zhì)及反硝化功能基因的影響[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2016，10(8): 4451-4456.

[31] 馬瑤，王宏哲，彭舉威，等. 不同C/N比的村鎮(zhèn)剩余污泥堆肥資源化研究[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016(1): 29-32.

[32] 房秀秀. 選擇性降解木質(zhì)素復(fù)合菌的篩選及其降解園林廢棄物的效果研究[D]. 廣州: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[33] 張先成，曹旭，李晶，等. 污泥好氧堆肥中微生物群落結(jié)構(gòu)分析[J]. 黑龍江科學(xué)，2019，10(8): 1-3.

[34] Ma C, Jin H J, Hu B, et al. Changes in enzyme activity and bacterial succession during sewage sludge composting[J]. Nature Environment and Polution Technology, 2020, 19(2): 695-701.

[35] Ma C, Hu B, Liu F Y, et al. Changes in the microbial succession during sewage sludge composting and its correlation with physico-chemical properties[J]. Nature Environment and Polution Technology, 2020, 19(1): 237-244.

[36] 陳莉，趙藝，周雨潔，等. 一株耐高溫硫氧化菌愛(ài)媛類(lèi)芽孢桿菌的分離鑒定及其發(fā)酵條件優(yōu)化[J]. 微生物學(xué)通報(bào)，2022，49(1): 25-38.

[37] 張海霞，李昕晨，孫曉紅. 污泥堆肥微生物菌劑的篩選優(yōu)化及應(yīng)用[J]. 環(huán)境污染與防治，2019，41(8): 910-915.

[38] Che G J, Bai Y D, Li X, et al. Linking microbial community structure with molecular composition of dissolved organic matter during an industrial-scale composting[J]. Journal of Hazardous Materials, 2020, 405: 124281.

[39] Zhao Y, Li W G, Chen L, et al. Effect of enriched thermotolerant nitrifying bacteria inoculation on reducing nitrogen loss during sewage sludge composting[J]. Bioresource Technology, 2020, 311: 123461.

[40] Zhao J, Wang X W, Fan H, et al. Screening and application of microbial inoculants for sludge composting in expressway service area of northwest China[J]. E3S Web of Conferences, 2021, 248: 1037.

[41] Qiao W C, Miao J H, Jiang H G, et al. Degradation and effect of 6∶2 fluorotelomer alcohol in aerobic composting of sludge[J]. Biodegradation, 2021, 32(1): 1-14.

[42] Hayany B E I Fels L E I, Ouhdouch Y, et al. Fate of pathogenic microorganisms during lagooning sludge composting and exploration of bacteriophages as indicator of hygienization[J]. Environmental Technology and Innovation, 2021, 21: 101268.

[43] 高煥方，曹園城，何爐杰，等. Tessier法和BCR法對(duì)比磷酸二氫鈉處置含鉛污染土壤形態(tài)分析[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2017(10): 415-420.

[44] 劉曉光，董濱，戴翎翎，等. 污泥中重金屬的穩(wěn)定化研究進(jìn)展與去除方法簡(jiǎn)述[J]. 四川環(huán)境，2012，31(3): 98-105.

[45] 王晶. 城市污泥中重金屬形態(tài)特征及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 山西科技，2020，35(3): 62-65.

[46] 鄭西朋，曹洲榕，陳鈺，等. 超聲波對(duì)污泥蚯蚓堆肥有機(jī)質(zhì)和重金屬的影響[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2019，39(4): 1654-1663.

[47] 朱秀紅，溫道遠(yuǎn)，韓曉雪，等. 施用污泥堆肥對(duì)龍葵生長(zhǎng)及富集重金屬的影響[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2020(4): 17-23.

[48] Anushya M, Balasubramanian, G, Thangavel P, et al. Evaluation of yield and quality attributes of grafted brinjal under treated paperboard mill effluent irrigation and sludge application[J]. International Journal of Environment and Climate Change, 2020, 10(12): 490-497.

[49] Toribio M, Romanyà J．Leaching of heavy metals (Cu, Ni and Zn) and organic matter after sewage sludge application to Mediterranean forest soils[J]. Science of the Total Environment，2006，363(1-3): 11-21.

[50] Placek-Lapaj A, Grobelak A, Fijalkowski K, et al. Post-mining soil as carbon storehouse under polish conditions[J]. Journal of Environmental Management, 2019, 238: 307-314.

[51] 查金，賈宇鋒，劉政洋，等. 市政污泥堆肥對(duì)礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)影響的研究進(jìn)展[J]. 環(huán)境科學(xué)研究，2020，33(8): 1901-1910.

[52] 程焱，余亞偉，張成，等. 污泥堆肥及其利用過(guò)程汞的變化特征[J]. 環(huán)境化學(xué)，2021(7):2226-2233.

Research Progress of Municipal Sludge Aerobic Composting

This paper analyses the principle of sludge composting, analyzes the feasibility and limitations of municipal sludge composting, and analyzes the main influencing factors of sludge composting process, such as conditioner and microorganism, on the influence law of sludge composting, and expounds the possible harm of heavy metals caused by sludge composting. Generally speaking, for the sake of safety, it is reasonable to use sludge compost for landscaping.

municipal sludge; temperature; microorganism; heavy metal

X7

A

1008-1151(2022)10-0040-05

2022-07-23

廣西重大科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)（AA18118013-4）。

謝細(xì)竹（1997－），女，南寧師范大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向?yàn)槌鞘形勰嗵幚硖幹谩?/p>

宋書(shū)巧（1964－），南寧師范大學(xué)環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院教授，研究方向?yàn)橘Y源與環(huán)境。