Self-circulating pulse alternating ventilation composting technology: Biotic and abiotic effects of mature compost on humification during food
waste composting
期刊：Chemical Engineering Journal
影响因子（5年）：13.2
文章摘要
传统堆肥技术需要依赖稻壳等外部添加剂优化堆体含水率和透气性，增加了处理成本。本研究开发了一种利用堆肥产品作为添加剂的自循环脉冲交替通风堆肥技术(SC-PAVCR)，并进一步探究了最佳添加比和强化机制。添加堆肥产品显著延长高温期至15天，与其他组相比总有机碳降解率提高1.10至2.11倍，定向腐殖化程度提高1.56至3.39倍。这可能归因于堆肥产品的生物和非生物效应：一是提高木质纤维素降解功能微生物的相对丰度及木质纤维素代谢水平；二是加速腐殖质前体释放并强化缩合过程。研究表明SC-PAVCR是一种低成本的绿色堆肥技术，具有高效处理厨余垃圾的潜力。
摘要图
主要内容
温度、pH、电导率、水溶性有机物碳氮比的变化显示添加堆肥产品能够有效延长堆肥高温期及加速有机质降解转化。化学定量结果进一步表明10%MC组有机质降解率是其他组的1.10-2.11倍。胡敏酸含量在堆肥结束达到79.21g/kg，胡敏酸在总有机碳中的比值也达到最高，分别是其他组的1.56-2.89倍，这表明SC-PAVCR能够有效提高堆肥产品稳定性。
2.添加堆肥产品加速了腐殖质前体的释放
为进一步分析堆肥产品对腐殖质形成的影响，采用3D-EEM表征堆肥水溶性有机物特性。3D-EEM被划分为五个区域，其中V区（Ex > 250 nm, Em > 380 nm）代表类胡敏酸物质。添加堆肥产品后V区出现显著峰值，表明水溶性成分中类胡敏酸物质含量丰富。这可能是由于堆肥产品促进蛋白质、醇类和脂肪酸等可降解有机物的转化，推动了厨余垃圾稳定化和腐殖化。结合前述E4/E6变化进一步证明堆肥产品加速了腐殖质前体的释放。
图2. 溶解性有机质的三维荧光特征
通过2D-COS分析腐殖质形成的分子机制，研究发现10%MC组在3600 cm-1处、770 cm-1和1500 cm-1处吸收峰增强，反映了芳香族化合物积累和腐殖质形成。进一步通过裂解气相色谱-质谱法分析了堆肥过程中有机物成分的变化，结果显示10% MC组中反式-13-十八碳烯酸、吲哚嗪类及其类似物含量较高，其可能来源于脂质、蛋白质的微生物水解产物，是胡敏酸形成的重要前体。上述结果表明堆肥产品促进了芳香族化合物的形成。
总结
第一作者简介
第一作者：朱林，浙江大学2020级博士生（硕博连读），现任环境与资源学院兼职团委副书记，研究方向为有机固废资源化。已发表JCR一区SCI论文10篇，其中第一作者发表SCI论文5篇，公开国家发明专利3项（导师一作）。先后在第24次全国环境微生物学学术研讨会、第十八届长江水环境科技创新发展论坛作口头报告2次。累计获得全国环境友好科技竞赛、浙江省“互联网+”创新创业大赛等省部级以上科创赛事奖励4项。浙江大学节能减排与社会实践科技竞赛、蒲公英大学生创业大赛等校级科创赛事奖励4项。
作者：朱林 审核：胡宝兰
作者单位：浙江大学环境生态研究所
来源|浙江大学环境微生物课题组
本文编辑|朱林
责任编辑|赵俊贤
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