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蚯蚓堆肥及蠅蛆生物轉(zhuǎn)化技術(shù)在有機(jī)廢棄物處理應(yīng)用中的研究進(jìn)展

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[摘要]有機(jī)廢棄物處置不當(dāng)引起的環(huán)境污染與潛在資源浪費(fèi)已引起廣泛關(guān)注,生物堆肥處理是解決有機(jī)廢棄物污染與再利用的主要技術(shù)手段之一。蚯蚓堆肥和蠅蛆生物轉(zhuǎn)化是廢棄物生物處理與利用的兩項(xiàng)代表性技術(shù),不僅可將廢棄物基質(zhì)轉(zhuǎn)化為均勻且穩(wěn)定的類(lèi)腐殖質(zhì)化合物,同時(shí)收獲豐富的蟲(chóng)體蛋白。本文在介紹蚯蚓堆肥和蠅蛆生物轉(zhuǎn)化基本定義與原理的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)綜述了兩種技術(shù)的工藝過(guò)程與機(jī)制、影響因素與控制、以及廢棄物生物質(zhì)特性演變規(guī)律等;進(jìn)而闡述了蟲(chóng)體生物量轉(zhuǎn)化、腸道消化分解、生物酶降解、以及微生物區(qū)系等多重物理及生化機(jī)制共同實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢棄物減量化-增值化-穩(wěn)定化處理的共性與差異,以及工程應(yīng)用潛力與發(fā)展前景。

城市化進(jìn)程及人口膨脹和生活方式的改變都在無(wú)形中加速有機(jī)廢棄物的生成,如何進(jìn)行減量化、資源化(增值化)、穩(wěn)定化處理越來(lái)越受到人們的關(guān)注。常規(guī)處置技術(shù)手段如填埋、農(nóng)田直接利用、焚燒等[1]雖然能一定程度地解決廢棄物環(huán)境污染,但不可避免地產(chǎn)生新的環(huán)境問(wèn)題。20世紀(jì)70年代末,Hartemtein等[2]將赤子愛(ài)勝蚯蚓(Eisenia foetida)引入污泥處理過(guò)程并將最終產(chǎn)品加工成土壤基質(zhì)。幾乎在同一時(shí)期,又有學(xué)者以蠅蛆為生物反應(yīng)器,將動(dòng)物糞便轉(zhuǎn)化為腐熟度高、穩(wěn)定性好且養(yǎng)分充足的有機(jī)堆肥,并獲得數(shù)量可觀且高附加值的蠅蛆蛋白[3]。隨后,根據(jù)蚯蚓等食腐性生物的生理特性及其處理廢棄物的效能,學(xué)者與從業(yè)者逐步發(fā)展并總結(jié)了“蚯蚓堆肥”(vermicomposting)[4]和“蠅蛆生物轉(zhuǎn)化”(larvae bioconversion)[5]這一廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的有機(jī)廢棄物處理技術(shù),不僅解決了普通堆肥因嗜熱過(guò)程造成的氨氮流失[6],同時(shí)將廢棄物生物質(zhì)迅速轉(zhuǎn)化為更為穩(wěn)定的堆肥產(chǎn)品[7]。本文對(duì)這兩種代表性技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)進(jìn)行總結(jié),并結(jié)合工程應(yīng)用進(jìn)行研發(fā)探討,服務(wù)于廢棄物減量化-增值化-穩(wěn)定化處理與污染控制。


來(lái)源:環(huán)境科學(xué)
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