【摘要】：畜禽養(yǎng)殖污染是我國主要的農(nóng)業(yè)面源污染之一,也是國家“十三五”水污染防治行動計劃重點解決的問題之一。目前,針對畜禽養(yǎng)殖糞污處理,全國范圍內(nèi)已建成大量沼氣發(fā)酵工程,但關(guān)注焦點基本在于沼氣產(chǎn)能,對沼液的認識還有待進一步提高。沼液成分與厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣密切相關(guān),對厭氧發(fā)酵過程進行解析,有利于了解沼液成分組成及其后續(xù)相關(guān)處理工藝研究。因此,本課題將豬場糞污作為研究對象,通過對比研究方法,探討了中溫(37±1°C)和常溫(20°C)條件下,厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過程中豬場糞污在固相、液相、氣相的轉(zhuǎn)變情況,同時借助GC-MS、FTIR和高通量測序等技術(shù)對豬場糞污厭氧發(fā)酵過程中的物質(zhì)成分、微生物群落結(jié)構(gòu)變化情況進行深入解析,并初步探討了沼液的相關(guān)處理工藝研究。本論文得出以下主要結(jié)論:(1)厭氧發(fā)酵受溫度影響非常大,常溫條件(20°C)下發(fā)酵會造成后續(xù)的沼液處理困難,建議豬場糞污不經(jīng)厭氧發(fā)酵處理過程。(2)當發(fā)酵底物濃度TS為5%時,中溫發(fā)酵體系產(chǎn)氣持續(xù)時間可達2個月,COD和TP的最終去除率可分別達35.38%和58.90%,TS和VS的最終去除率可分別達41.14%和61.03%,產(chǎn)氣量可達246.14mL/(g·VS),但氨氮濃度持續(xù)增長,最高值達到2700mg/L。(3)中溫發(fā)酵后沼液成分主要是酮類、烷烴類、胺類、醇類、酯類等物質(zhì),其中可溶性有機物(DOM)主要包括碳水化合物、脂肪烴、芳香烴、多糖類、蛋白質(zhì)以及腐殖酸。(4)當氨氮濃度達2500mg/L時,中溫發(fā)酵體系中第七產(chǎn)甲烷古菌屬(Methanomassiliicoccus)逐步取代甲烷短桿菌屬(Methanobrevibacter)成為占比最高的菌群,說明第七產(chǎn)甲烷古菌屬有較強的耐氨能力;此外,第七產(chǎn)甲烷古菌屬為甲基營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌,而甲烷短桿菌屬為氫營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌,發(fā)酵體系的產(chǎn)甲烷途徑有逐漸由H_2/CO_2產(chǎn)甲烷途徑向H_2還原甲基化合物產(chǎn)甲烷途徑轉(zhuǎn)變的趨勢。(5)組合工藝MAP+填料床+SBR法和填料床+加堿預(yù)曝氣+厭氧鐵碳生物床+SBR法均能將豬場糞污沼液的COD、氨氮、TP和SS等指標處理達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》,具有一定的可推廣性。
【圖文】：

1—取樣針 2—導(dǎo)氣管 3—發(fā)酵瓶 4—氣浴搖床 5—集氣瓶 6—集水瓶圖 2.1 厭氧發(fā)酵裝置示意圖Fig.2.1 Diagram of anaerobic fermentation unit圖 2.1 所示為本實驗所用自制厭氧發(fā)酵裝置示意圖。將有效容積為 1.5L 的

圖 3.2 發(fā)酵液樣品微生物菌群維恩圖g.3.2 Venn diagram of microbial flora of fermented liquid sam進行歸類及比對分析可知，，在門的分類水平上，產(chǎn)haeota)占比相當之高，超過了 99%，表 3.8 和表 3.9
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X713

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本文編號：2666318