基于強(qiáng)化推流工藝(PFR)的餐廚垃圾堆肥微生物群落結(jié)構(gòu)解析

閻 中， 王婧瑤， 王凱軍

(1.清華大學(xué) 環(huán)境學(xué)院， 北京 100084; 2.北京中源創(chuàng)能工程技術(shù)有限公司, 北京 100084)

隨著中國(guó)城市化進(jìn)程加快，餐廚垃圾也在不斷加劇產(chǎn)生[1]。餐廚垃圾是指家庭、食堂和酒店等餐飲業(yè)所產(chǎn)生的食品殘?jiān)?，在城市垃圾中所占比例高達(dá)50%，有機(jī)質(zhì)含量通?？蛇_(dá)85%以上[2]，其BOD高，易腐敗、發(fā)酵并產(chǎn)生惡臭，含水率高，不方便運(yùn)輸，處理不當(dāng)容易產(chǎn)生滲瀝液等二次污染物[3]。在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，餐廚垃圾的資源化利用和無(wú)害化處理早已法制化和商業(yè)化，而我國(guó)的餐廚垃圾環(huán)保化處理還處于初級(jí)階段。目前，餐廚垃圾的處理方式主要有粉碎法、填埋法和生物處理法[4]。生物處理法因其環(huán)保效益明顯，不產(chǎn)生二次污染，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄物的資源化利用，是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。生物處理分為好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵兩種。厭氧發(fā)酵由于有機(jī)物分解緩慢、發(fā)酵周期長(zhǎng)(4～6個(gè)月)、占地面積大而不適合大規(guī)模的有機(jī)廢物處置。現(xiàn)代工藝大多采用高溫好氧堆肥，其無(wú)害化程度較高、減量化效果較為明顯，可以最大限度地實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化。

好氧堆肥是微生物利用有機(jī)質(zhì)的好氧發(fā)酵過(guò)程。在該過(guò)程中餐廚垃圾中的可溶性小分子物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物吸收利用，而不溶性大分子有機(jī)物則附著在胞外并由胞外酶分解為可溶性小分子物質(zhì)。有機(jī)物經(jīng)過(guò)水解、脫羧、脫氨基被降解：一部分被氧化成無(wú)機(jī)物，釋放能量提供給生命活動(dòng)所需，一部分降解為小分子后重新合成新的大分子物質(zhì)如腐殖質(zhì)，另一部分有機(jī)物被合成新的細(xì)胞物質(zhì)，微生物得到增殖[5-6]。由于堆肥處理無(wú)害化程度高，運(yùn)行成本低，長(zhǎng)久以來(lái)被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于固體廢棄物的無(wú)害化處理。大量研究表明，好氧堆肥對(duì)于大部分菌渣或其他固體廢棄物堆肥均具有很好的降解效果[7]。對(duì)于餐廚垃圾好氧堆肥的研究雖然已經(jīng)持續(xù)很多年，但是主要是考察發(fā)酵效果，對(duì)其理化因子方面的分析比較多，對(duì)于微生物群落的分析則較少[8]。

微生物菌劑的種類與含量是影響有機(jī)垃圾堆肥降解進(jìn)程的重要因素。研究發(fā)現(xiàn)餐廚堆肥過(guò)程是一個(gè)由細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物共同作用，并且在不同堆肥階段由不同優(yōu)勢(shì)微生物群落互相演替的過(guò)程。微生物菌劑復(fù)配方案如米曲霉、地衣芽孢桿菌、解脂假絲酵母、綠色木霉和褐球固氮菌聯(lián)合強(qiáng)化了廚余垃圾中脂肪、蛋白質(zhì)等特異組分的降解[9]。席北斗[10]等將污泥和有機(jī)生活垃圾的混合堆肥中添加復(fù)合微生物菌劑，復(fù)合微生物菌群各菌種之間相互協(xié)同作用，生成抗氧化物質(zhì)，形成復(fù)雜而穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，與滅活菌的對(duì)照組比較，堆肥腐熟時(shí)間可縮短6～18天。菌劑的種類對(duì)堆肥結(jié)果的影響很大[11]。Akansha Bhatia[12]等培養(yǎng)不同微生物對(duì)有機(jī)垃圾好氧堆肥的影響，得出微生物對(duì)底物的分解消化具有階段性，其群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)更替現(xiàn)象，表現(xiàn)出豐富的多樣性及明顯的優(yōu)勢(shì)微生物。

傳統(tǒng)工藝在此之前需要較長(zhǎng)啟動(dòng)期才能實(shí)現(xiàn)溫度積累、微生物增殖等預(yù)過(guò)程，且大多是由國(guó)外引進(jìn)的工藝。德國(guó)約70%的堆肥廠使用的仍是靜態(tài)條垛式等低成本堆肥工藝，英國(guó)在條垛式對(duì)非系統(tǒng)的基礎(chǔ)上計(jì)入強(qiáng)制通風(fēng)裝置，顯著減少了發(fā)酵時(shí)間，但是仍存在占地面積大、環(huán)境條件依賴性高等問(wèn)題。因此，丹麥開(kāi)發(fā)了基于連續(xù)式動(dòng)態(tài)好氧堆肥工藝的Dano滾筒式發(fā)酵倉(cāng)、韓國(guó)Geoen Tech公司與德國(guó)Fethmann公司合作開(kāi)發(fā)了集裝箱堆肥法。盡管國(guó)外已經(jīng)對(duì)好氧堆肥技術(shù)有了一定的的研究與推廣，但傳統(tǒng)技術(shù)仍然存在著占地面積大、人員多、產(chǎn)品單一等問(wèn)題，而面對(duì)國(guó)內(nèi)有機(jī)垃圾處理現(xiàn)狀及特定需求，還存在著預(yù)處理技術(shù)不完善、微生物菌劑多組分適微生物菌劑多組分適應(yīng)性差、能耗高、輔料添加量大等問(wèn)題，長(zhǎng)期制約著有機(jī)垃圾的資源化處理。

有機(jī)垃圾在高溫發(fā)酵階段才真正實(shí)現(xiàn)底物的微生物高效降解，因此，本研究結(jié)合餐廚垃圾產(chǎn)生、收集及處理規(guī)律，優(yōu)化反應(yīng)器構(gòu)型，調(diào)控形成推流路徑，開(kāi)發(fā)了新型高溫強(qiáng)化PFR反應(yīng)器，其可實(shí)現(xiàn)間歇進(jìn)料與連續(xù)出料。PFR反應(yīng)器是厭氧消化領(lǐng)域常用的反應(yīng)器。理想的PFR不將底物與所有物料完全混合，而是與部分物料混合后從反應(yīng)器的進(jìn)料端進(jìn)入反應(yīng)器，使其在反應(yīng)器長(zhǎng)度方向呈活塞方式依次向前推進(jìn)，直至反應(yīng)器的出料端出料[13]。同時(shí)，PFR不需要攪拌，尤其是在面對(duì)高含固率有機(jī)物(如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈)的發(fā)酵處理時(shí)，減小了動(dòng)力消耗，降低了運(yùn)行成本[14]。本研究開(kāi)發(fā)的分格式反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵過(guò)程運(yùn)行參數(shù)分區(qū)控制，充分發(fā)揮不同區(qū)域內(nèi)微生物菌群作用，同時(shí)利用菌渣分離方式和多艙推流式設(shè)計(jì)，突破了現(xiàn)有技術(shù)批次反應(yīng)的限制，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾連續(xù)進(jìn)出料處理。

因此，本文利用EM菌種和高溫強(qiáng)化PFR連續(xù)發(fā)酵技術(shù)，通過(guò)分析德清縣11個(gè)項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行中的微生物群落分布，以了解好氧堆肥的實(shí)際工業(yè)化過(guò)程中底物成分和不同負(fù)荷條件下微生物的多樣性及其變化，從而為餐廚垃圾的發(fā)酵技術(shù)和資源化處理提供工業(yè)指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 項(xiàng)目點(diǎn)情況

為了研究德清縣餐廚垃圾PFR工藝的運(yùn)行情況，取鐘管青墩、乾元、新市、筏頭東沈、洛舍東衡村、筏頭后塢、洛舍砂村、筏頭、莫干山燎原、五四村和鐘管蠡山11項(xiàng)目的出料(經(jīng)過(guò)冷卻3倉(cāng)后靜置24 h)，分別標(biāo)記為樣品01-QD，02-QY，03-XS，04-DS，05-DH，06-HW，07-SC，08-FT，09-MG，10-WS和11-LS，如表1所示。其中，餐廚垃圾主要包括未加工的腐爛食物原材料和食物加工過(guò)程中的下腳料；廚余垃圾主要包括剩菜剩飯，均取自項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)家樂(lè)。

表1 德清縣11個(gè)項(xiàng)目的有機(jī)負(fù)荷及底物成分

1.2 PFR工藝的運(yùn)行

本研究案例中餐廚垃圾處理廠采用的是自主創(chuàng)新的小型強(qiáng)化連續(xù)多倉(cāng)式推流發(fā)酵(PFR)技術(shù)工藝，反應(yīng)器如圖1所示，物料和菌種由1倉(cāng)投加，物料緩慢流過(guò)2倉(cāng)，最后到3倉(cāng)腐熟，前兩倉(cāng)控溫50℃～55℃，3倉(cāng)為冷卻倉(cāng)。其中乾元、新市兩個(gè)項(xiàng)目的反應(yīng)器有效容積為23 m3，設(shè)計(jì)能力10 t·d-1；其余9個(gè)項(xiàng)目均為1.5 m3有效容積，日處理500 kg。

圖1 PFR工藝示意圖

2 結(jié)果與討論

2.1 德清縣11個(gè)項(xiàng)目的出料感官品質(zhì)

微生物是堆肥發(fā)酵的主體，微生物數(shù)量和種類的變化不僅與臭味控制、氮損失密切相關(guān)，還與堆肥周期、堆肥質(zhì)量緊密相關(guān)。表2展示了德清11個(gè)項(xiàng)目的出料情況，如果項(xiàng)目穩(wěn)定較好的運(yùn)行，則出料質(zhì)地疏松，顏色金黃，有一種芳香氣味；反之，則出料結(jié)球，顏色黑綠，氣味惡臭。陳廣銀通過(guò)對(duì)蘑菇渣與落葉聯(lián)合堆肥過(guò)程中養(yǎng)分變化的研究及堆肥產(chǎn)品理化性質(zhì)的考察，指出在堆肥結(jié)束時(shí)，堆肥終產(chǎn)物較堆肥初期物料的物理性狀有很大變化；此外在外觀上，經(jīng)過(guò)堆肥處理后的物料較干，顆粒變細(xì)，顏色呈黑褐色，有淡淡的泥土氣味[15]。本研究結(jié)果表明09-MG樣品與陳廣銀的出料感官表征相似，其余出料如下表2所示。

表2 德清縣11個(gè)項(xiàng)目的出料感官品質(zhì)

2.2 微生物群落多樣性指數(shù)分析

Alpha多樣性是指一個(gè)特定區(qū)域或者生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的多樣性。本研究通過(guò)Shannon(香農(nóng)指數(shù))，Simpson(辛普森指數(shù))，Chao1和ACE這4個(gè)指標(biāo)對(duì)餐廚好氧發(fā)酵反應(yīng)器中的群落Alpha多樣性進(jìn)行分析。其中，Chao1用來(lái)估計(jì)物種總數(shù)，ACE可估計(jì)群落中OTU數(shù)目，Simpson和Shannon用于估算微生物多樣性，Simpson越大多樣性越低，而Shannon越大多樣性越高。

如表3所示，樣品04-DS的多樣性程度最低，其次是樣品01-QD，02-QY和03-XS，但樣品09-MG的多樣性程度最高。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行良好時(shí)，其能為微生物的生長(zhǎng)提供更適宜的環(huán)境，進(jìn)而增加微生物的多樣性，香農(nóng)指數(shù)升高。而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)可能存在有機(jī)酸以及其他有毒有害物質(zhì)的積累時(shí)，某些敏感微生物生長(zhǎng)受到抑制甚至死亡，從而導(dǎo)致微生物群落豐度與多樣性的降低，香農(nóng)指數(shù)減小[16]。由表3可知，樣品09-MG由于較低的有機(jī)負(fù)荷率和更加豐富的底物而導(dǎo)致多樣性較高，升高有機(jī)負(fù)荷率(如02-QY和03-XS)或者降低底物的豐富度(如06-HW和07-SC)均可使樣品的多樣性呈下降趨勢(shì)。

表3 德清11個(gè)項(xiàng)目的Alpha多樣性

2.3 微生物群落門水平多樣性分析

研究表明，厚壁菌門(Firmicutes)和變形菌門(Proteobacteria)是相對(duì)豐度最高的細(xì)菌門(見(jiàn)圖2)。有研究表明，在市政污泥厭氧消化系統(tǒng)中，F(xiàn)irmicutes的相對(duì)豐度含量也很高，并且在厭氧消化過(guò)程中呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)；此外該門類已被證明是一類重要的發(fā)酵細(xì)菌，并能產(chǎn)生胞外酶來(lái)水解有機(jī)質(zhì)[17]。而Zamorano研究了添加餐廚垃圾后厭氧膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行效果，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器中的優(yōu)勢(shì)菌門為Chloroflexi，F(xiàn)irmicutes，Synergistetes和Proteobacteria[18]。

厚壁菌門(Firmicutes)在11個(gè)樣品中均占了最大的部分(見(jiàn)圖2)。在厚壁菌門中，大多數(shù)菌隸屬于微小桿菌(Exiguobacterium)和乳酸菌屬(Lactobacillus)，少部分隸屬于葡萄球菌(Staphylococcus)和明串珠菌屬(Leuconostoc)。厚壁菌門下的細(xì)菌多為革蘭氏陽(yáng)性菌，其細(xì)胞壁厚且90%以上為肽聚糖，能形成孢子，具有防止細(xì)胞分解的能力，因此能幫助菌株渡過(guò)不良的環(huán)境時(shí)期進(jìn)而在極端環(huán)境中生存。隸屬于厚壁菌門的細(xì)菌種類多樣，系統(tǒng)發(fā)育距離寬泛。此外厚壁菌門中很多菌種被分離純化，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這些菌的代謝特征表明：它們可利用的底物也是很多樣，包括能直接作為底物被代謝的大分子蛋白與淀粉等。變形菌門(Proteobacteria)在11個(gè)樣品中是另一優(yōu)勢(shì)菌門，種群主要集中在檸檬酸桿菌屬(citrobacter)、不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)和假單胞菌(Pseudomonas)。

圖2 德清縣11個(gè)項(xiàng)目的樣品微生物群落門水平多樣性分析

Wang[19]研究了序批式有氧堆肥過(guò)程中不同的餐廚垃圾負(fù)荷下微生物群落的結(jié)構(gòu)特征，證明餐廚的添加量超過(guò)每天的10%則會(huì)引起負(fù)荷擾動(dòng)，10%以內(nèi)則系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時(shí)經(jīng)高通量測(cè)序后發(fā)現(xiàn)Firmicutes，Proteobacteria，Bacteroidetes和Actinobacteria是主要的菌門。任省濤[20]研究了污泥堆肥初始期、高溫期和腐熟期的微生物群落，發(fā)現(xiàn)3個(gè)時(shí)期優(yōu)勢(shì)菌屬不明顯且種類較多，其相對(duì)豐度在1.01%到5.67%，各屬之間更加均衡，這也從側(cè)面表明污泥堆肥群落多樣性較高。其中在初始期和高溫期富集的屬有Pseudomonas,Paracoccus,Bacillus,Gemmatimonas,Pseudosphingobacterium,Clostridiumsensustricto。在腐熟期富集的屬有Actinomadura,Truepera,Luteimonas,Streptomyces和Exiguobacterium。

對(duì)污泥堆肥高溫期細(xì)菌微生物群落多樣性的影響，結(jié)果表明生物質(zhì)碳影響了污泥堆肥過(guò)程中群落結(jié)構(gòu)變化，所有添加生物質(zhì)碳堆肥樣本中主要門類均為Proteobacteria,Firmicutes和Chloroflexi，主要優(yōu)勢(shì)菌屬為Pseudomonas,Acinomadura和Ureibacillus[21]。

2.4 微生物群落屬水平多樣性分析

由圖3可以看出，11個(gè)樣品中優(yōu)勢(shì)菌屬類似，均為微小桿菌(Exiguobacterium)，乳酸桿菌(Lactobacillus)，檸檬酸桿菌(Citrobacter)，不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)和假單胞菌(Pseudomonas)。

圖3 德清縣11個(gè)項(xiàng)目的樣品微生物群落屬水平多樣性分析

樣品04-DS有特異優(yōu)勢(shì)菌屬葡萄球菌(Staphylococcus)，多數(shù)葡萄球菌能分解葡萄糖、麥芽糖和蔗糖，產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，能分解甘露醇，但葡萄球菌作為一種化膿球菌，容易引起樣品腐敗[22]，因此，推測(cè)樣品04-DS發(fā)酵失敗系葡萄球菌大量繁殖所致，由于葡萄球菌大多是中溫菌，在發(fā)酵前期高溫50℃～55℃時(shí)本該得以殺滅，因此樣本04-DS中其大規(guī)模增殖也從側(cè)面反映出在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中溫控系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

在本研究中，除了04-DS外，其余所有樣品中微桿菌和乳酸菌為主要種屬。根據(jù)樣品11-LS的分析，葡萄球菌的存在并不會(huì)直接指征發(fā)酵失敗的樣本；但由于香農(nóng)指數(shù)表明，葡萄球菌屬大量繁殖的同時(shí)，其樣品生物多樣性降低；結(jié)合NETWORK圖分析，與葡萄球菌屬負(fù)相關(guān)的菌屬為芽孢桿菌屬，因此得出，葡萄球菌的大量擴(kuò)繁抑制了對(duì)發(fā)酵有益的芽孢桿菌屬的增殖。

對(duì)于樣品01-QD和09-MG來(lái)說(shuō)，兩者的進(jìn)料量均是每天200 kg左右，但是01-QD以廚余為主，而09-MG為餐廚和廚余的混合物。兩者的聚類樹(shù)也相聚最近，因此說(shuō)明種屬的組成相近，結(jié)合香農(nóng)指數(shù)，樣品09-MG的多樣性程度較高，因此說(shuō)明底物種類的單一導(dǎo)致好氧發(fā)酵過(guò)程中微生物群落的單一。然而，多物料協(xié)同處理可以優(yōu)化工藝，提高穩(wěn)定性。在席北斗的研究中，采用添加不同填充料來(lái)提高餐廚垃圾好氧堆肥的效果，添加鋸末、樹(shù)葉、秸稈和干馬糞等有機(jī)質(zhì)均能不同程度的提高發(fā)酵效果。因此，多底物混合有利于微生物群落多樣性的豐富，提高發(fā)酵效果。

對(duì)比06-HW和1-QD，餐廚垃圾的發(fā)酵效果也好于廚余垃圾，這說(shuō)明餐廚垃圾的成分比廚余垃圾更復(fù)雜。因?yàn)榈孜镌綇?fù)雜，營(yíng)養(yǎng)就越均衡，好氧微生物所需要的酶系統(tǒng)就越多，也越綜合，從而提高好氧堆肥技術(shù)處理餐廚垃圾的效果[23]。

在底物均為餐廚和廚余混合物來(lái)說(shuō)，相較于02-QY和03-XS的進(jìn)料量為4T來(lái)說(shuō)，05-DH,08-FT和10-WS是200 kg左右，乳酸菌的含量是后者居多，結(jié)合香農(nóng)指數(shù)來(lái)看，也是后者的多樣性更豐富，這是由于過(guò)高的投料量會(huì)造成較高的負(fù)荷，導(dǎo)致有機(jī)物降解的種間產(chǎn)物積累，從而抑制菌群活性，不利于好氧堆肥。因此較小的進(jìn)料量有利于好氧發(fā)酵。

2.5 微生物群落之間的相關(guān)性分析

結(jié)合圖4的OTU相關(guān)性和圖5的菌群相關(guān)性可知，在門水平上，綠彎菌門與酸桿菌門呈正相關(guān)，而與厚壁菌門呈負(fù)相關(guān)。酸桿菌門和梭菌門呈負(fù)相關(guān)。在OTU水平上，葡萄球菌屬與芽孢桿菌屬、根瘤菌屬均呈負(fù)相關(guān)，這說(shuō)明葡萄球菌(Staphylococcus)的迅速增殖很可能抑制了對(duì)發(fā)酵有益的芽孢桿菌屬(Bacillus)和根瘤菌屬(Rhizobium)的生長(zhǎng)，因此導(dǎo)致發(fā)酵失敗。乳酸菌屬與桿菌屬呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明乳酸菌的生長(zhǎng)可以抑制一部分桿菌的生長(zhǎng)。

圖5 德清項(xiàng)目樣品菌群相關(guān)性

圖4 德清項(xiàng)目樣品OTU相關(guān)性

綠彎菌門是一種兼性厭氧生物[24]，具綠色素，是消耗葡萄糖的主要類群[25]，其和厚壁菌門都與碳?xì)浠衔锏慕到庀嚓P(guān)[26]，且綠彎菌門的相對(duì)豐度隨著餐廚垃圾比例的增加而增高[18]。推測(cè)這是由于發(fā)酵料含水量偏高，堆體偏緊實(shí)，其中的兼性厭氧菌發(fā)揮作用的結(jié)果。變形菌門中的許多種群與葡萄糖、丙酸鹽、丁酸鹽等小分子化合物的利用有關(guān)[27-28]，是工業(yè)污水處理廠和市政污水處理廠的污泥中常見(jiàn)的菌群。

3 結(jié)論與展望

本研究開(kāi)發(fā)的PFR通過(guò)在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置不同發(fā)酵艙，并智能控制各區(qū)域的工況條件，實(shí)現(xiàn)微生物在反應(yīng)器內(nèi)的分相。基于物料推流過(guò)程中的菌渣分離，確保新鮮進(jìn)料與高效成熟菌體充分接觸和反應(yīng)充分利用不同區(qū)域內(nèi)的微生物種群，在提供高效發(fā)酵條件的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)出料，處理效果不受進(jìn)料頻率影響，有機(jī)垃圾即產(chǎn)即清，提高了反應(yīng)效率，極大降低對(duì)周邊環(huán)境的影響；通過(guò)高通量測(cè)序分析獲得PFR好氧餐廚垃圾處理工藝過(guò)程的微生物種群、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化規(guī)律等數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步優(yōu)化餐廚垃圾處理工藝，促進(jìn)PFR反應(yīng)器系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效運(yùn)行，挖掘特定功能微生物，提高餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)物的資源化利用效率提供科學(xué)依據(jù)。

本研究的主要結(jié)論：1)11個(gè)項(xiàng)目的微生物群落組成相似，其中厚壁菌門(Firmicutes)和變形菌門(Proteobacteria)是相對(duì)豐度最高的2個(gè)從屬于細(xì)菌的門，優(yōu)勢(shì)菌屬為微小桿菌(Exiguobacterium)，乳酸桿菌(Lactobacillus)，檸檬酸桿菌(Citrobacter)，不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)和假單胞菌(Pseudomonas)；2)底物越豐富，進(jìn)料量越小，越有利于出料的品質(zhì)；3)出料感官品質(zhì)高，微生物多樣性也較高；4)在OTU水平上，葡萄球菌屬與芽孢桿菌屬、根瘤菌屬均呈負(fù)相關(guān)，葡萄球菌的迅速增殖抑制了對(duì)發(fā)酵有益的芽孢桿菌屬和根瘤菌屬的生長(zhǎng)，因此導(dǎo)致樣品04-DS的發(fā)酵失??；5)餐廚垃圾處理過(guò)程中的部分菌屬可能具有資源-環(huán)境雙重屬性，例如在出料中相對(duì)豐度較高的Pseudomonas，既是常見(jiàn)的致病菌，也具有生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯的功能。

基于研究結(jié)果，提出以下對(duì)策建議：1)餐廚垃圾好氧PFR工藝優(yōu)化：好氧PFR環(huán)境的群落組成結(jié)構(gòu)可為反應(yīng)過(guò)程性能提供參考，如厚壁菌門(Firmicutes)和變形菌門(Proteobacteria)兩者的相互作用可提高好氧堆肥過(guò)程的穩(wěn)定性，降低環(huán)境因素變化對(duì)發(fā)酵過(guò)程的沖擊。2)餐廚垃圾出料中存在假單胞菌屬，該菌屬已被證實(shí)具有將碳源轉(zhuǎn)化為聚羥基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates，PHA)的功能，可以對(duì)產(chǎn)PHA功能菌株進(jìn)行篩選、發(fā)酵條件探索等一系列方案，以期進(jìn)行資源的再利用和新型材料的生產(chǎn)。3)發(fā)酵失敗的物料可能含有葡萄球菌屬(Staphylococcus)等病原菌，直接排放可能對(duì)環(huán)境和人體健康帶來(lái)影響，因此針對(duì)具有該菌屬的出料需要再次選擇與其相拮抗的菌種進(jìn)行二次發(fā)酵。