城市垃圾主要指城市居民日常生活丢弃的家 庭生活垃圾、厨余垃圾、公共场所垃圾及部分建筑 垃圾的总称，其中与人们生活最为密切，对环境影 响最大的是家庭生活垃圾及厨余垃圾。随着我国 经济的快速发展及城市化进程的加快，城市生活 垃圾的产量正在以每年10％左右的速度持续增 长，年产生活垃圾高达1．5亿t…。生活垃圾给城 市特别是大型城市的发展带来了困扰。生活垃圾 特别是厨余垃圾中含有大量的有机质及水分，如果不经过有效处理，会造成土壤、大气及水资源的 严重污染。目前，堆肥、焚烧和填埋处理是我国城 市垃圾处理的三大基本途径，但这些处理方法在 实际应用中都存在一定的经济或技术缺陷。微 生物处理技术主要是通过微生物代谢的生物技术 来对固体废物进行处理，从而实现对有机物的降 解、新生物体和代谢产物的获得。自然界中微 生物无处不在。微生物个体微小、繁殖快、易变 异、适应性强，同时具有独特的酶系功能及多种代谢类型，微生物的这些特点，使其非常适合对垃圾 进行生物降解及转化。对于城市生活垃圾等成分 复杂多样的污染物，可以通过接人分离选育的功 能菌株进行有氧堆肥或厌氧发酵的生物技术，使 生活垃圾中在自然状态下难降解的有机污染物降 解为小分子物质，并可将其研制成肥料，发酵产生 的甲烷等气体可作为清洁能源用于生产和生活， 最大限度地实现了垃圾的资源化利用。

填埋法是最简单的垃圾处理方法，处理费用低，运行及管理方便，在世界各国广泛使用，也是 我国目前及今后一段时期内处理城市生活垃圾最 普遍使用的方法之一。城市生活垃圾含有较高的 有机质含量及水分，在填埋过程会产生大量的垃 圾渗滤液，其中含有种类繁多、成分复杂的污染 物，被世界公认为最难处理的有毒、有害、高浓度 有机废水之一，如果处理不当，渗滤液会渗入土壤 或经地表冲刷混入河流，造成二次污染，已经成为 垃圾填埋场亟待解决的问题。近年来，利用微生 物技术处理垃圾渗滤液的研究受到关注，而应用 微生物处理等的卫生填埋法成为城市生活垃圾处 理技术研究的热点。邱忠平等根据微生物适应 性强的特点，逐渐增加渗滤液的浓度，从而对微生 物进行富集培养，以微生物对渗滤液化学需氧量 (COD)的去除率作为评价指标，筛选出5株有效 降解垃圾渗滤液COD的优势菌株，对渗滤液COD 的去除率最高达45．3％，并研究了优势菌株对渗 滤液COD的降解特性。王一宁等筛选出好氧 反硝化菌GLl9及富集驯化6个月的好氧反硝化 菌系，通过梯度驯化及生物强化的方式考察了菌 株GL及其菌系对不同浓度垃圾渗滤液的适应性 及处理效果，结果表明菌株GLl9及菌系对NH。+一 N及TN均具有一定程度的处理效果且菌株GLl9 的脱氮效果要略好于菌系。张维等利用RealTime—PCR和PCR．DGGE技术对准好氧垃圾填埋 场中的甲烷氧化菌分别进行了定量分析和群落多 样性分析。研究结果表明，垃圾样品中甲烷氧化 菌的数量在分别距导气管0、2．5、5．0、10．0和 15．0 m处呈现逐渐下降的趋势，丰富度和香农多 样性指数依次降低，优势菌种为Type I型Methyl— ocaldum。王书明等研究了垃圾渗滤液中微生物作用下胡敏酸的转化等问题。通过改变渗滤液 中碳源、稀释度及投加不同渗滤液中土著微生物， 分析了微生物对垃圾渗滤液中腐殖质的降解及形 成的影响。结果表明，微生物在碳源充足的条件 下会将碳源合成腐殖质物质；在碳源贫乏时会降 解腐殖质，作为自身生长可利用的营养物质。在 不同稀释度下，微生物降解腐殖酸的能力不同。 当微生物含量占80％、60％、50％、40％、20％时， 降解率分别为51．2％、42．9％、39％、31．5％和 24．9％。郝永利等通过滤纸片法对耐冷菌株及 菌株生态学关系进行了考察，对构建低温脱氮菌 剂所需菌株GLl9及XS78最佳配比进行了探索， 同时将构建成的低温脱氮菌剂投加到SND反应 器中进行垃圾渗滤液脱氮处理，对低温环境下 SND脱氮特性进行了研究。结果表明，菌株GLl9 及XS78在同一生境下能够进行互利协作；低温脱 氮菌剂中菌株GLl9及XS78最佳配比为2：1；低 温脱氮菌剂投加后，通过间歇进水和连续进水培 养43 d，在SND反应器中成功培养出了SND活性 污泥并实现了垃圾渗滤液低温脱氮。

由于传统的卫生填埋技术存在着渗滤液污染等问题，因此在其基础又发展了生物反应器填埋技术，通过有目的地渗滤液回灌控制系统，强化填埋垃圾中微生物的生物过程，从而加速垃圾中可降解有机组分的转化和稳定。生物反应器填埋技术的机理是利用微生物对填埋垃圾的降解作用，将填埋场视为一个天然的微生物活动的场所，利用先进的技术和工艺设备使城市生活垃圾填埋场的内部环境得到优化和改善，并使其变成可以控 制的生物反应器，从而为微生物快速大量繁殖提供有利条件和空间，使垃圾填埋场同时具有容纳垃圾、防止污染、生物降解垃圾等多重功能。宋豪娟将生物反应器技术和矿化垃圾床对渗滤液处理功能结合起来，构造了厌氧一准好氧新型联合型生物反应器。李卫华等为探究序批式生物反应器填埋场脱氮过程中的微生物作用机制，采用建立脱氮功能基因(amoA、nosZ)克隆文库及PCR．RFLP技术对序批式生物反应器填埋场垃圾 稳定化后期的主要脱氮功能微生物多样性进行分析。结果表明，新鲜垃圾单元稳定化后期以好氧反硝化和自养反硝化的脱氮途径为主。孙英杰等探究了准好氧生物矿化垃圾床处理渗滤液过程中的微生物作用机理，研究建立了16S r DNA克隆文库及PCRRFLP技术以研究生物矿化垃圾反应器的细菌多样性。杨巧艳等引通过模拟生物反应器填埋场实验，就渗滤液回灌频率、回灌前对渗滤液进行加热、厌氧污泥接种等不同操作运行要素对生物反应器填埋场产气随时间变化的特性进行了研究。结果表明，回灌前对渗滤液进行加热、厌氧污泥接种都能加快生物反应器填埋场的产气进程，而较低的渗滤液回灌频率有利于生物反应器填埋场快速进入产甲烷阶段，但不利于填埋垃圾的最终稳定。刘晶杰等对生物处理工艺(A／O法)预处理后渗滤液分别投加两种微生物菌剂(MKAJ、BWF)，强化处理COD、氨氮、总氮。研究表明，MKAJ菌剂对COD、氨氮、总氮的去除率分别为28．4％、86．5％、39．6％；BWF菌剂对COD、氨氮、总氮的去除率分别为35．5％、89．5％、48．0％；BWF菌剂较MKAJ菌剂处理效果相对较好，并且适合于处理含氮有机物。郭冀峰等利用固定微生物小球添加到自生动态膜生物反应器中，构建固定化微生物自生动态膜生物反应器，并用于来处理生活污水。研究结果表明，聚乙烯醇(PVA)包埋的固定化微生物小球的投加量为25％，在筛孔48“m不锈钢网与人造丝网组合膜组件的运行下，可使污染物的COD、NH，一N及TN的去除率分别保持在90％、98％和80％以上。动态膜能在基质膜表面很快形成且能稳定存在，且清洗后恢复较快，原子力显微镜显示，凝胶层的厚度在850斗m。该工艺有望在城镇生活污水处理方面有良好的应用前景。

好氧堆肥主要是通过运用好氧微生物在有氧 的情况下，对堆积在地面或者专门发酵装置中的 有机物实施降解处理，并以此获得具有较高稳定 性的高肥力腐殖质。生活垃圾特别是厨余垃 圾营养丰富，含有大量的有机物质，C／N值高，非 常适合用于堆肥原料。我国一些大中城市已逐渐 将好氧堆肥制取有机肥作为生活垃圾资源化处理 的有效技术手段。目前餐厨垃圾好氧堆肥的研究 主要集中在堆肥微生物的选择和控制、堆肥反应器的改进、工艺条件控制优化以及堆肥添加剂的 应用等方面¨6|。王晓君等添加不同质量米糠 为堆肥辅料与餐厨垃圾混合进行好氧堆肥，通过 调节堆体含水率和C／N，考察了不同辅料比例条 件下堆肥理化特性变化规律及微生物酶活变化情 况。结果表明，餐厨垃圾：米糠质量比分别为 3：1、4：1和5：1的堆体均能进入高温阶段，高 温阶段持续5～6 d，其中3：1处理升温最快，最 高温度可达70．9℃。堆体pH上升至7．5～8．5， 初期水萃COD／TN快速下降至10左右，周期结束 时含水率和有机质削减量分别为21％～30％和 27％～37％。5：1处理C／N下降最多，GI> 50％，达到基本腐熟。马溪曼等通过筛选出与 碳氮代谢相关的微生物并制成菌剂添加到堆肥 中，研究添加菌剂对堆肥化的影响，利用PCR． DGGE方法对堆肥化进程中细菌群落进行分析， 结果显示：各组堆肥的生物菌群在堆肥过程中的 变化趋势是相似的，但添加菌剂减少了堆肥的生 物多样性，使有效微生物迅速成为优势菌群，从而 促进堆肥腐。

由于城市生活垃圾具有有机质及水含量高的特点，具备了成为厌氧消化优质底物的条件。在厌氧微生物作用下，餐厨垃圾可产生氢气(H，)和甲烷(CH。)等能源气体；在发酵过程中还能减少病原菌、臭气产生和二氧化碳(CO：)排放；同时发酵后沼渣可生产有机肥原料¨9|。由于有机质具有良好生物降解性，因此厌氧消化技术被广泛应用于处理城市生活垃圾。生活垃圾相较于其他发酵基质具有更高的甲烷产率。因此，为了满足当前对于可再生能源需求，相较于气化和燃烧，厌氧消化处理餐厨垃圾技术是一种变废为宝、实现清洁再生资源、化腐朽为神奇的有效途径。为了研究餐厨垃圾两相厌氧发酵工艺的恶臭排放特征，黄丽丽等以餐厨垃圾为发酵底物进行了中试规模的两相连续式厌氧发酵试验，对主要工艺单元，如餐厨垃圾堆放点和破碎点、酸化出料、产甲烷出料及产甲烷反应器排气口的臭气进行采集，采用三点比较式臭袋法分析臭气浓度，采用冷阱富集一GC／MS技术分析恶臭物质组成和质量浓度。于美玲等以城市有机垃圾为原料，采用一次投料批式中温(37 °C)厌氧发酵工艺，分析了厌氧干发酵过程中主要菌群，包括厌氧产酸菌、厌氧氨化菌、产甲烷菌和厌氧纤维素降解菌的数量变化及代谢产物的特性。结果表明，厌氧菌中产酸菌和氨化菌最先增殖，产酸菌先于氨化菌达到最大值并占据优势地位。产甲烷菌在启动阶段初期基本没有增殖，第25天左右达到最大值3．25×109-J'／mL，随后产甲烷菌在整个盛产期数量维持在这一数量级上。厌氧纤维素降解菌菌数呈现缓慢增长的趋势，直到投料的第45天才增加到1061'／mL。张明龙等以兰州市生活垃圾典型有机组分为原料，进行中温(36℃)批式高固体厌氧消化实验，通过测定消化过程中pH值、VFAs、产气 速率等指标，对高固体厌氧消化技术处理生活垃圾可行性和消化特性进行了研究。

生物干燥是一种生物预处理技术，可用来处理城市生活垃圾，是生物堆肥的一种特殊形式，主要利用堆肥原理，通过强制通风使垃圾干燥脱水，垃圾中的微生物利用有机物发酵并产生热量。在高温下通风可以加速水分挥发，使混合垃圾的含水率显著下降，从而实现生物干燥的效果，最大限度地确保资源的回收再利用。机械生物处理工厂中已粉碎的城市生活固体垃圾经生物干燥反应器处理后，得到的产品再进一步机械处理旧引。生物干燥在目前仍属于较新的技术。在堆肥过程的控制上，生物干燥技术与传统堆肥工艺有一定区别。传统堆肥工艺利用微生物好氧发酵把有机物充分氧化成腐殖质类物质，而生物干燥技术则是利用生物反应过程中的放热来蒸发垃圾中的水。生物 干燥过程的最终目标，是最大限度地降低垃圾含水率。生物干燥技术与堆肥工艺不同，它旨在干燥和保留垃圾基质中的生物质含量。在生物干燥反应器中主要干燥机制为空气对流蒸发，而物料的物理特性对干燥效果也有一定影响。反应器通风系统类型的选择也是生物干燥的一个重要影响因素。生物干燥处理技术目前主要在德国等国家应用，近年在我国也有该项技术的研究报导。宋霁采用生物干燥技术，对青岛市2007至 2010年各年度挖出的垃圾进行堆肥处理，并采用筛分的方法对处理后的垃圾进行分类，对其组分及特征变化进行了研究，对筛分后的垃圾利用途径进行了分析，探讨了提高垃圾资源回收率和提高垃圾热值的方法与手段，进而探讨垃圾填埋垃圾循环利用的可行性。同时，通过对实验当产生垃圾模拟简易填埋的方式，分析了生活垃圾在填埋过程中的特性变化。通过实验证明，填埋场不同填埋年限的开挖垃圾特性变化规律一致。开 挖垃圾和填埋原始垃圾物理垃圾成分相比较，有机物降解很快，填埋3年和4年的生活垃圾有机物难以分出，含量基本为0。郭囵心通过模拟垃圾焚烧电厂内垃圾坑的实际条件，针对厌氧及好氧两种发酵方式进行了生活垃圾的生物干燥实验研究。结果表明，厌氧方式对生活垃圾的生物干燥效果不明显，自然厌氧发酵、接种厌氧发酵的垃圾脱水率均不超过5％；好氧方式对生活垃圾的生物干燥效果明显优于厌氧方式，在所研究条件下，通风量3．3×10“m3／(s·kg)、发酵时间80 h的垃圾好氧生物干燥效果最佳，水分脱除率可达15．3％。

近年来，我国城市化进程日益加快，人们生活 水平逐渐提高，导致城市垃圾的产量快速增加，垃 圾种类复杂，有机的、易腐败的垃圾成分逐渐增 多，给垃圾的处理与降解带来一定困难。因此，遵 循减量化、资源化及无害化原则，对城市垃圾进行 分类化管理显得尤为重要。一般来说，城市垃圾 中可用及可再生成分高达30％以上，其资源化潜 力很大。政府部门要建立健全相关法律法规，制 定有效的垃圾管理制度，应加大宣传力度，增强民 众的环保意识，在垃圾产生的源头加以有效的控 制，减少生活垃圾产出量。同时要尽快实行生活 垃圾的分类收集、运输和处理，提高资源利用率。要不断加大科技投入，选育有效菌株，研制出优良 的复合菌剂用于垃圾降解处理，缩短垃圾处理的 时间，提高垃圾的降解质量。随着生物技术的不 断进步和完善，人们的能源与环境意识不断加强， 垃圾处理技术已从传统的以贮留垃圾为主向多功 能方向发展，如一个垃圾填埋场应同时具有贮留 垃圾、隔断污染、生物降解和资源恢复等多个功 能。因此，不同地区应该根据当地的地形、地质条 件选择合适的处理方式，城市垃圾的综合处理和利用才是科学有效的途径。 现阶段我国无论在垃圾分类、回收以及处理 技术等方面，与国外一些发达国家相比都存在较 大的差距，常用的填埋、焚烧、堆肥等垃圾处理方 法虽然技术成熟、操作简便，但都存在二次污染的 隐患。城市生活垃圾的综合处理已经成为全球的 一个共性课题，微生物处理技术成为此领域的一 个研究热点，尽管微生物技术的实际应用尚存在 一定的不确定性，还需深入研究，但其应用前景非 常广阔。

来源：作者：陈丽媛等，发表在《微生物学杂志》