發(fā)布時(shí)間：2020-04-01 08:08

【摘要】：中國農(nóng)村人口眾多,生物質(zhì)能源種類豐富,但是農(nóng)民對于禽畜糞便等生物質(zhì)能源的利用并不充分,很多農(nóng)戶將大量未處理的禽畜糞便隨意排放,即使作為農(nóng)作物肥料的禽畜糞便通常也不做任何處理,然而生產(chǎn)實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)這樣做不但浪費(fèi)資源而且極易引發(fā)傳染病或者寄生蟲病,此外,禽畜糞便中因含有豐富的氮、磷、鉀以及一些重金屬元素,如果不對其進(jìn)行處理則容易引起空氣、土壤、水源的污染,從而危害人類健康,因此針對目前農(nóng)村發(fā)展的實(shí)際情況,改善農(nóng)村畜禽糞便的污染問題,開發(fā)利用以畜禽糞便為原料的沼氣發(fā)酵技術(shù),綜合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、清潔的能源是我國農(nóng)村目前發(fā)展過程中迫切需要解決的問題之一 本試驗(yàn)通過監(jiān)測發(fā)酵過程中豬糞、牛糞發(fā)酵料液理化性質(zhì)的變化,初步掌握豬糞、牛糞發(fā)酵過程中各個(gè)階段的優(yōu)勢菌群的演替及其數(shù)量變化,分析發(fā)酵料液理化性質(zhì)的變化及其優(yōu)勢菌群數(shù)量的變化與沼氣發(fā)酵的關(guān)系,以便根據(jù)各階段沼氣發(fā)酵的特點(diǎn)建立微生物的調(diào)控方法,為提高沼氣產(chǎn)量,維持沼氣池穩(wěn)定運(yùn)行提供了微生物調(diào)控的理論依據(jù)。與此同時(shí),試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)黑暗條件下可以進(jìn)行厭氧沼氣發(fā)酵,但厭氧沼氣發(fā)酵是否受到光照的影響、光照又對厭氧沼氣發(fā)酵產(chǎn)生了怎樣的影響還需要進(jìn)一步研究。因此,本試驗(yàn)研究了不同光照時(shí)間對豬糞、牛糞的厭氧沼氣發(fā)酵的影響,并同步監(jiān)測了豬糞、牛糞發(fā)酵過程中不同光照條件對料液pH值、氨態(tài)氮、堿度、VFA的變化,以期為促進(jìn)沼氣產(chǎn)量、改進(jìn)沼氣池現(xiàn)有結(jié)構(gòu)提供參考。 本試驗(yàn)在35℃條件下,以豬糞、牛糞為發(fā)酵原料進(jìn)行厭氧沼氣發(fā)酵,研究豬糞、牛糞發(fā)酵過程中六大類微生物類群的數(shù)量變化特征以及光照對豬糞、牛糞厭氧發(fā)酵的影響。結(jié)果顯示： (1)豬糞、牛糞發(fā)酵過程中不同階段優(yōu)勢菌群發(fā)生不斷的演替且演替規(guī)律相似,這種演替與發(fā)酵料液中營養(yǎng)物質(zhì)的分解、利用、轉(zhuǎn)化存在明顯的相關(guān)性。發(fā)酵啟動初期,好養(yǎng)性細(xì)菌的代謝活動活躍,是發(fā)酵體系中引起有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要微生物類群。在好氧性細(xì)菌中,產(chǎn)酸細(xì)菌是優(yōu)勢菌群。豬糞、牛糞好氧產(chǎn)酸菌數(shù)量分別達(dá)到了1.5×107個(gè)/mL、1.1×107個(gè)/mL。隨著好氧性細(xì)菌不斷地消耗發(fā)酵罐內(nèi)的氧氣使發(fā)酵環(huán)境不再有利于好氧性細(xì)菌的生長,加之發(fā)酵體系內(nèi)還原性物質(zhì)的增多以及氧化還原電位的下降,因此好養(yǎng)性細(xì)菌的數(shù)量急劇降低,此時(shí)厭氧細(xì)菌的數(shù)量開始逐漸明顯增多。發(fā)酵盛產(chǎn)期,豬糞、牛糞的甲烷菌含量分別達(dá)到了9.5×106個(gè)/mL、1.1×107個(gè)/mL。在厭氧菌群中同樣是產(chǎn)酸菌的增值速度大于氨化菌的增值速度。由此可知,發(fā)酵啟動期前期的優(yōu)勢菌為好氧微生物,隨后厭氧菌迅速增值,但無論是好氧微生物還是厭氧微生物,產(chǎn)酸菌的增值速度都較氨化菌快。因此試驗(yàn)啟示人們應(yīng)根據(jù)各階段沼氣發(fā)酵的特點(diǎn)建立微生物的調(diào)控方法,為提高沼氣產(chǎn)量,維持沼氣發(fā)酵體系穩(wěn)定運(yùn)行提供微生物的參考依據(jù)。 (2)豬糞在0小時(shí)(P1)、6小時(shí)(P2)、12小時(shí)(P3)、24小時(shí)(P4)不同光照條件下的累積產(chǎn)氣量分別為8136mL、857mL、15618.5mL、0mL,P3P1P2P4；牛糞在0小時(shí)(C1)、6小時(shí)(C2)、12小時(shí)(C3)、24小時(shí)(C4)不同光照條件下的累積產(chǎn)氣量分別為3182.5mL、1244.5mL、7680mL、5671.5mL,C3C4C1C2。豬糞、牛糞在相同光照時(shí)間下累積產(chǎn)氣量分別為：(P1)(C1)、(P2)(C2)、(P3)(C3)、(P4)(C4),說明在不同的光照時(shí)間下,同種發(fā)酵原料的累積產(chǎn)氣量差異較大；相同光照時(shí)間下,不同發(fā)酵原料的累積產(chǎn)氣量存在差異。因此試驗(yàn)啟示人們,根據(jù)光照條件選擇產(chǎn)氣效果較好的發(fā)酵原料可能促進(jìn)沼氣的厭氧發(fā)酵,因此本試驗(yàn)為沼氣池的改進(jìn)、促進(jìn)沼氣產(chǎn)量提供了參考。 (3)利用SPSS17.0回歸分析得出,不同光照時(shí)間下,豬糞、牛糞的產(chǎn)氣量與堿度、VFA、pH值、氨態(tài)氮的相關(guān)性呈動態(tài)變化(由于P4不產(chǎn)氣,不對其做相關(guān)性分析)。比較日產(chǎn)氣量及累積產(chǎn)氣量相對較高的發(fā)酵料液發(fā)現(xiàn),這些制約因素的影響系數(shù)隨光照條件的改變而改變,豬糞、牛糞的產(chǎn)氣量與VFA呈負(fù)相關(guān),與pH值呈正相關(guān),堿度與P2組呈負(fù)相關(guān),與P3呈正相關(guān),氨態(tài)氮與C3呈正相關(guān),與C4呈負(fù)相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S216.4

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 郭燕;不同化學(xué)預(yù)處理?xiàng)l件下秸稈厭氧發(fā)酵特性研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

，

本文編號：2610190