堆肥过程中污泥成分变化

在污泥堆肥过程中，微生物种群在人工控制反应条件的情况下发生一系列的生化反应，共同完成有机成分和部分污染物的代谢反应。反应过程中，污泥中微生物和酶类物质均发生了一定的转化，有机组分也在微生物作用下发生了一定的降解。

污泥堆肥过程中，在微生物和酶的作用下，大分子有机物质转化成低分子的有机化合物、腐殖质以及CO2、氨、水和无机盐等有利于植物吸收利用的成分，经施用于农田后，通过土壤微生物的进一步分解作用，迅速转化被植物所吸收利用，可使有益微生物菌群增加，有机污染物得以分解。另外，堆肥过程中的高温效应，可杀灭有害的病原菌、蛔虫卵、杂草种子等，对污泥中的重金属的存在形态或活性也有所影响。

（1）微生物的转化

在好氧堆肥系统中比较活跃且对发酵起作用的微生物主要有细菌、真菌及放线菌等。堆肥反应初期，由于有机物分解产热，使反应堆体温度上升迅速，堆层基本呈现中温状态，此时中温菌较为活跃。由于中温菌不断地分解有机物，堆体温度进一步升高，可以达到50～60℃，此时酵母菌、霉菌及硝化细菌等随之减少，大量死亡，而耐高温菌大量繁殖。通常中温菌的适宜生长温度为30～40℃，高温菌为45～60℃。通常状况下，孢子细菌和无性繁殖细胞，如各种病原菌、蛔虫卵、寄生虫、孢子及杂草种子等，都可在60～70℃下，经5～10min被杀灭。实验表明，在温度为60℃时，持续30min后，大肠杆菌和沙门菌的数量可减少6个数量级。细胞的热死部分，是由于酶的灭活所致，而酶在高温下灭活是不可逆反应。高温菌对堆肥的分解速度快，减少了堆肥后的产品对动植物及人体的危害［5］。在发酵后期，温度继续降低，霉菌、亚硝酸菌、硝酸菌及可以分解纤维素的细菌再次增殖，但此时最多的优势菌为放线菌。

（2）蛋白质的降解

污泥中的蛋白质主要来源于污泥菌胶团的菌细胞及污泥所吸附的生活污水及工业废水，如食品加工、屠宰场、制革等废水中的蛋白质。蛋白质是由20多种不同的氨基酸相互连接而组成的巨大分子，其分子量大约从一万到数百万，构成极其复杂，蛋白质的主要组成元素是碳和氮。蛋白质本身是不能被植物和细菌直接利用的，其降解分为以下过程。

① 蛋白质的水解。首先在蛋白酶的作用下生成肽，在肽酶的作用下生成氨基酸。