【摘要】：集約化養(yǎng)殖帶來(lái)的雞糞污染問題日趨嚴(yán)峻。厭氧消化是降低、消除雞糞污染,實(shí)現(xiàn)其資源化利用的有效途徑,但規(guī)�；B(yǎng)雞中普遍添加抗生素,通過(guò)糞便進(jìn)入環(huán)境后,不僅嚴(yán)重威脅生態(tài)平衡和公共健康,還制約著雞糞厭氧消化的工程化應(yīng)用。目前尚缺乏抗生素污染對(duì)雞糞厭氧消化工藝長(zhǎng)期運(yùn)行影響的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文對(duì)比研究批次試驗(yàn)條件下和連續(xù)實(shí)驗(yàn)條件下金霉素(Chlortetracycline,CTC)對(duì)雞糞厭氧消化的影響,分析兩種條件下產(chǎn)氣特征和消化液理化特性,掌握各自條件下的消化特征及CTC削減效果,查明其抑制閾值,揭示厭氧污泥對(duì)CTC毒性的應(yīng)對(duì)機(jī)制,并通過(guò)物料及能量平衡計(jì)算,對(duì)工藝系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了評(píng)估,結(jié)合微生物種群結(jié)構(gòu)分析闡明了CTC對(duì)雞糞厭氧消化影響的微生物學(xué)機(jī)理,為CTC污染畜禽糞便厭氧消化工藝的工程化應(yīng)用提供理論依據(jù)。得到主要結(jié)果如下:(1)批次試驗(yàn)條件下,當(dāng)CTC濃度≤20 mg·L~(-1)時(shí),累積甲烷產(chǎn)量隨CTC濃度增加而增加,CTC濃度≥60 mg·L~(-1)時(shí)產(chǎn)氣受抑制,且抑制率隨CTC濃度升高而增大,中溫條件下CTC對(duì)雞糞厭氧消化抑制閾值為22.16 mg·L~(-1)(以干重計(jì)547.2 mg·kg~(-1))。(2)連續(xù)試驗(yàn)條件下,當(dāng)CTC濃度為1.25~25 mg·L~(-1)時(shí),雞糞厭氧消化產(chǎn)氣速率和有機(jī)物降解率提高。CTC對(duì)厭氧消化的水解、酸化、乙酸化和甲烷化進(jìn)程均具有一定促進(jìn)作用,其中CTC為10 mg·L~(-1)時(shí)COD甲烷轉(zhuǎn)化率和凈勢(shì)能最大。厭氧污泥EPS由LB-EPS和TB-EPS向S-EPS的轉(zhuǎn)化對(duì)水解的促進(jìn),以及去除的CTC作為碳源導(dǎo)致產(chǎn)甲烷量增加。(3)連續(xù)試驗(yàn)條件下,當(dāng)CTC濃度為50~100 mg·L~(-1)時(shí),雞糞厭氧消化的產(chǎn)氣速率和有機(jī)物降解率降低。微生物通過(guò)增加EPS的分泌和加速EPS蛋白的釋放以應(yīng)對(duì)CTC毒性。CTC對(duì)雞糞厭氧消化的水解、酸化、乙酸化和甲烷化進(jìn)程均具有一定抑制作用,其中CTC為100 mg·L~(-1)時(shí)COD甲烷轉(zhuǎn)化率和凈勢(shì)能最小。CTC對(duì)厭氧消化甲烷產(chǎn)率的抑制閾值為29.90 mg·L~(-1)(以干重計(jì)598.0 mg·kg~(-1)),CSTR連續(xù)消化系統(tǒng)通過(guò)對(duì)微生物的適應(yīng)性馴化提高了其對(duì)CTC的耐受能力。(4)CTC的厭氧去除率隨CTC濃度的增加而下降,吸附在固相中的CTC大幅度上升。當(dāng)CTC濃度為10~100 mg·L~(-1)時(shí),連續(xù)系統(tǒng)對(duì)其蓄積效應(yīng)增強(qiáng)。CTC易吸附于沼渣中,殘留藥物對(duì)環(huán)境存在較大威脅,需進(jìn)一步無(wú)害化處理后才可作為有機(jī)肥還田使用。(5)CTC的添加降低了雞糞中溫連續(xù)厭氧消化系統(tǒng)微生物物種的豐富度和多樣性。寡養(yǎng)單胞菌屬(Stenotrophomonas)、諾卡氏菌屬(Nocardioides)和鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)對(duì)CTC抗性較強(qiáng)的微生物成為優(yōu)勢(shì)菌屬,CTC污染雞糞厭氧消化工藝的長(zhǎng)期運(yùn)行可提高發(fā)酵微生物的耐藥性。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X713

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