蘑菇菌糠與牛糞、餐廚垃圾厭氧共發(fā)酵產(chǎn)甲烷潛力及熟化特性
發(fā)布時(shí)間:2021-12-25 07:55
隨著食用菌產(chǎn)業(yè)化迅速發(fā)展,菌糠的產(chǎn)量大幅增長,菌糠的資源化處理成為重要的產(chǎn)業(yè)問題及研究方向。現(xiàn)有的利用方式主要有基質(zhì)化、肥料化和飼料化,能源化利用的研究仍較少。本文將牛糞和餐廚垃圾分別與菌糠共發(fā)酵,分析共發(fā)酵對(duì)菌糠產(chǎn)甲烷潛力的影響,通過分析微生物群落結(jié)構(gòu)特征初步探究菌糠共發(fā)酵的機(jī)理,結(jié)果如下:(1)以三種菌糠(金針菇、白靈菇、杏鮑菇)為單一原料進(jìn)行中溫批次發(fā)酵,含固率(TS)分別為1%、3%、5%。結(jié)果表明,三種菌糠的總產(chǎn)氣量較為理想,其單位最高累積甲烷產(chǎn)量均在1%TS下獲得,且單位產(chǎn)甲烷量隨TS增加而降低,這說明隨著TS的增加,菌糠的腐熟度降低。(2)將菌糠與牛糞以不同比例混合(4:0、3:1、1:1、1:3、0:4),分別在物料總含固率3%和5%下,進(jìn)行批次發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,3%TS發(fā)酵效果優(yōu)于比5%TS。3%TS下,3:1配比獲得最高累積甲烷產(chǎn)量;5%TS下,金針菇和白靈菇菌糠發(fā)酵最適比例分別為3:1和1:1,杏鮑菇菌糠的共發(fā)酵效果不如單發(fā)酵。大多數(shù)共發(fā)酵比例的甲烷產(chǎn)量均得到正向的協(xié)同效應(yīng)。白靈菇菌糠3%TS單發(fā)酵時(shí),纖維素的利用率高于半纖維素,而3%TS下,共發(fā)酵的半纖維素利...
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3-1金針菇菌糠(a)、白靈菇菌糠(b)、杏鮑菇菌糠(c)和牛糞(d)單獨(dú)厭氧發(fā)酵的體系pH??Fig.?3-1.?pH?from?mono-digestion?of?SFv?(a),?SPt?(b),?SPe?(c),?and??
注:a、b、c分別表示金針菇菌糠、白靈菇菌播i、杏鮑菇菌糠厭氧發(fā)酵的累積甲烷產(chǎn)量??(2)含固率5%條件下菌糠與牛糞共發(fā)酵的累積產(chǎn)甲烷量??圖3-3是含固率5%條件下,不同比例牛糞和菌糠共發(fā)酵的累積甲烷產(chǎn)量,牛糞單發(fā)酵的累??積甲烷產(chǎn)量較低,為64.20?mL/gTS,牛糞與金針菇菌糠1:3混合時(shí),甲烷產(chǎn)量為172.14?mL/gTS,??比金針菇菌糠單發(fā)酵的甲烷產(chǎn)量(134.48?mL/g?TS)高出28%。牛糞與金針菇菌糠1:1比例混合??時(shí),在發(fā)酵的前34天都與單發(fā)酵的產(chǎn)甲烷量相差不大,在發(fā)酵第35天甲烷產(chǎn)量才超過了單發(fā)酵,??最終獲得累積甲烷產(chǎn)量142.81?mL/gTS。而3:1的比例的發(fā)酵效果并沒有單發(fā)酵的效果好。??但是,5%?TS的白靈菇菌糠與牛糞共發(fā)酵的效果和3%?TS的效果有較大差別,在5%?TS下,??三種混合比例中1:1比例發(fā)酵效果最好,而在3%?TS下,是牛糞與菌糠1:3的比例混合效果較好。??5%?TS下
(i)'??圖3-4不同比例牛糞與菌糠共發(fā)酵的pH和VFA含量??Fig?3-4?pH?and?VFAs?from?digestion?of?co-substrates?at?different?manure?to?SMS?ratios.??注:a^c分別表示金針菇與牛糞不同比例(1:3,1:1,3:1)共發(fā)酵的pH和VFA含量;d,e,f分別表示白靈菇與牛糞不同比例(1:3,??1:1,3:1)共發(fā)酵的pH和VFA含量;g,h,i分別表示杏鮑菇與牛糞不同比例(1:3,?共發(fā)酹的pH和VFA含量。??3.3.6微生物群落特征??(1)高通量分析細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)??根據(jù)產(chǎn)甲烷特性和有機(jī)酸的變化,選取具有代表性的樣本(第20天)進(jìn)行細(xì)菌群落的多樣??分析。樣品的細(xì)菌群落多樣性韋恩圖見圖3-5。從圖中可以看出,金針菇、白靈菇與杏鮑菇菌??糠和牛糞共發(fā)酵的樣品中的細(xì)菌群落分別和污泥樣品共享191,?186,?176個(gè)OTUs,說明盡管加??入的底物不同,但厭氧發(fā)酵中的微生物大致類似。同時(shí),每個(gè)處理都有一些獨(dú)特的OTU,使其表??現(xiàn)出不同的產(chǎn)甲烷特性。??另外,在門水平分析了各個(gè)食用菌微生物群落結(jié)構(gòu)差異,各樣品微生物在門水平上群落構(gòu)成??如圖3-6。在門水平下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同菌糠配比基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生長的影響[J]. 劉國麗,李超,李學(xué)龍,曹君,楊鎮(zhèn). 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(05)
[2]茶樹菇菌糠復(fù)合紅泥土基質(zhì)對(duì)西瓜育苗的影響[J]. 陳貽釗,謝宇,林強(qiáng),張小紅,林航,趙依杰. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[3]食用菌菌糠綜合開發(fā)利用現(xiàn)狀[J]. 羅小芳,栗海波,孫銀為,張星,陳苗,王繼純,DUNSGJ,覃佐東. 生物加工過程. 2017(04)
[4]金針菇菌糠對(duì)獺兔的飼用價(jià)值評(píng)價(jià)[J]. 崔嘉,郭佳偉,忻龍祚,谷子林,陳寶江. 中國養(yǎng)兔. 2017(02)
[5]新興食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)與利潤點(diǎn)淺析[J]. 裴東輝,黃雷,李紅艷,林曉燕,梁鵬,許建新,趙亮. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2017(07)
[6]杏鮑菇菌糠的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)及其在羊日糧中的應(yīng)用效果[J]. 陸亞珍,王恒昌,申遠(yuǎn)航,朱剛,王鋒,王子玉. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(03)
[7]國內(nèi)食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與可持續(xù)發(fā)展[J]. 范玉清,滕小玲,楊文斌. 長治學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]秸稈和菌糠沼氣化利用研究進(jìn)展[J]. 王星,張敏. 中國沼氣. 2015(06)
[9]不同配施菌糠肥料對(duì)污灌區(qū)玉米Cu、Pb、Cr吸收及轉(zhuǎn)移的影響[J]. 王騰,張建國,王效舉,程紅艷,王強(qiáng),董卿. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(20)
[10]利用平菇菌糠栽培雙孢蘑菇高產(chǎn)配方篩選研究[J]. 彭學(xué)文,解文強(qiáng),周廷斌,吳志會(huì),忻龍怍,蔡海燕. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(03)
博士論文
[1]難、易降解高含固率物料兩相分區(qū)一體工藝下的高效產(chǎn)甲烷機(jī)制[D]. 趙野.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]纖維質(zhì)農(nóng)業(yè)廢棄物微好氧酸化機(jī)理及高含固率兩相厭氧發(fā)酵工藝研究[D]. 于佳動(dòng).中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]生物添加劑對(duì)柳枝稷青貯的作用及機(jī)理研究[D]. 劉晶晶.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]餐廚廢棄物厭氧發(fā)酵特性研究[D]. 劉丹.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]餐廚垃圾和草坪草共混發(fā)酵制備沼氣技術(shù)研究[D]. 陳麗琴.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]柳枝稷與牛糞共發(fā)酵的產(chǎn)甲烷特性及微生物群落特征[D]. 鄭澤慧.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]生物預(yù)處理?xiàng)l件下秸稈物料特性及產(chǎn)氣效應(yīng)研究[D]. 趙肖玲.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[4]牛糞和廚余垃圾混合厭氧消化實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姚猛.西南交通大學(xué) 2013
[5]廢棄平菇菌糠堿法及酸堿混合預(yù)處理工藝的研究[D]. 劉家亨.天津大學(xué) 2013
[6]污泥預(yù)處理提升剩余污泥與菌糠共發(fā)酵產(chǎn)酸效能的研究[D]. 杜靜雯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3552080
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3-1金針菇菌糠(a)、白靈菇菌糠(b)、杏鮑菇菌糠(c)和牛糞(d)單獨(dú)厭氧發(fā)酵的體系pH??Fig.?3-1.?pH?from?mono-digestion?of?SFv?(a),?SPt?(b),?SPe?(c),?and??
注:a、b、c分別表示金針菇菌糠、白靈菇菌播i、杏鮑菇菌糠厭氧發(fā)酵的累積甲烷產(chǎn)量??(2)含固率5%條件下菌糠與牛糞共發(fā)酵的累積產(chǎn)甲烷量??圖3-3是含固率5%條件下,不同比例牛糞和菌糠共發(fā)酵的累積甲烷產(chǎn)量,牛糞單發(fā)酵的累??積甲烷產(chǎn)量較低,為64.20?mL/gTS,牛糞與金針菇菌糠1:3混合時(shí),甲烷產(chǎn)量為172.14?mL/gTS,??比金針菇菌糠單發(fā)酵的甲烷產(chǎn)量(134.48?mL/g?TS)高出28%。牛糞與金針菇菌糠1:1比例混合??時(shí),在發(fā)酵的前34天都與單發(fā)酵的產(chǎn)甲烷量相差不大,在發(fā)酵第35天甲烷產(chǎn)量才超過了單發(fā)酵,??最終獲得累積甲烷產(chǎn)量142.81?mL/gTS。而3:1的比例的發(fā)酵效果并沒有單發(fā)酵的效果好。??但是,5%?TS的白靈菇菌糠與牛糞共發(fā)酵的效果和3%?TS的效果有較大差別,在5%?TS下,??三種混合比例中1:1比例發(fā)酵效果最好,而在3%?TS下,是牛糞與菌糠1:3的比例混合效果較好。??5%?TS下
(i)'??圖3-4不同比例牛糞與菌糠共發(fā)酵的pH和VFA含量??Fig?3-4?pH?and?VFAs?from?digestion?of?co-substrates?at?different?manure?to?SMS?ratios.??注:a^c分別表示金針菇與牛糞不同比例(1:3,1:1,3:1)共發(fā)酵的pH和VFA含量;d,e,f分別表示白靈菇與牛糞不同比例(1:3,??1:1,3:1)共發(fā)酵的pH和VFA含量;g,h,i分別表示杏鮑菇與牛糞不同比例(1:3,?共發(fā)酹的pH和VFA含量。??3.3.6微生物群落特征??(1)高通量分析細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)??根據(jù)產(chǎn)甲烷特性和有機(jī)酸的變化,選取具有代表性的樣本(第20天)進(jìn)行細(xì)菌群落的多樣??分析。樣品的細(xì)菌群落多樣性韋恩圖見圖3-5。從圖中可以看出,金針菇、白靈菇與杏鮑菇菌??糠和牛糞共發(fā)酵的樣品中的細(xì)菌群落分別和污泥樣品共享191,?186,?176個(gè)OTUs,說明盡管加??入的底物不同,但厭氧發(fā)酵中的微生物大致類似。同時(shí),每個(gè)處理都有一些獨(dú)特的OTU,使其表??現(xiàn)出不同的產(chǎn)甲烷特性。??另外,在門水平分析了各個(gè)食用菌微生物群落結(jié)構(gòu)差異,各樣品微生物在門水平上群落構(gòu)成??如圖3-6。在門水平下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同菌糠配比基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生長的影響[J]. 劉國麗,李超,李學(xué)龍,曹君,楊鎮(zhèn). 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(05)
[2]茶樹菇菌糠復(fù)合紅泥土基質(zhì)對(duì)西瓜育苗的影響[J]. 陳貽釗,謝宇,林強(qiáng),張小紅,林航,趙依杰. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[3]食用菌菌糠綜合開發(fā)利用現(xiàn)狀[J]. 羅小芳,栗海波,孫銀為,張星,陳苗,王繼純,DUNSGJ,覃佐東. 生物加工過程. 2017(04)
[4]金針菇菌糠對(duì)獺兔的飼用價(jià)值評(píng)價(jià)[J]. 崔嘉,郭佳偉,忻龍祚,谷子林,陳寶江. 中國養(yǎng)兔. 2017(02)
[5]新興食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)與利潤點(diǎn)淺析[J]. 裴東輝,黃雷,李紅艷,林曉燕,梁鵬,許建新,趙亮. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2017(07)
[6]杏鮑菇菌糠的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)及其在羊日糧中的應(yīng)用效果[J]. 陸亞珍,王恒昌,申遠(yuǎn)航,朱剛,王鋒,王子玉. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(03)
[7]國內(nèi)食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與可持續(xù)發(fā)展[J]. 范玉清,滕小玲,楊文斌. 長治學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]秸稈和菌糠沼氣化利用研究進(jìn)展[J]. 王星,張敏. 中國沼氣. 2015(06)
[9]不同配施菌糠肥料對(duì)污灌區(qū)玉米Cu、Pb、Cr吸收及轉(zhuǎn)移的影響[J]. 王騰,張建國,王效舉,程紅艷,王強(qiáng),董卿. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(20)
[10]利用平菇菌糠栽培雙孢蘑菇高產(chǎn)配方篩選研究[J]. 彭學(xué)文,解文強(qiáng),周廷斌,吳志會(huì),忻龍怍,蔡海燕. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(03)
博士論文
[1]難、易降解高含固率物料兩相分區(qū)一體工藝下的高效產(chǎn)甲烷機(jī)制[D]. 趙野.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]纖維質(zhì)農(nóng)業(yè)廢棄物微好氧酸化機(jī)理及高含固率兩相厭氧發(fā)酵工藝研究[D]. 于佳動(dòng).中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]生物添加劑對(duì)柳枝稷青貯的作用及機(jī)理研究[D]. 劉晶晶.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]餐廚廢棄物厭氧發(fā)酵特性研究[D]. 劉丹.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]餐廚垃圾和草坪草共混發(fā)酵制備沼氣技術(shù)研究[D]. 陳麗琴.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]柳枝稷與牛糞共發(fā)酵的產(chǎn)甲烷特性及微生物群落特征[D]. 鄭澤慧.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]生物預(yù)處理?xiàng)l件下秸稈物料特性及產(chǎn)氣效應(yīng)研究[D]. 趙肖玲.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[4]牛糞和廚余垃圾混合厭氧消化實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姚猛.西南交通大學(xué) 2013
[5]廢棄平菇菌糠堿法及酸堿混合預(yù)處理工藝的研究[D]. 劉家亨.天津大學(xué) 2013
[6]污泥預(yù)處理提升剩余污泥與菌糠共發(fā)酵產(chǎn)酸效能的研究[D]. 杜靜雯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3552080
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