【摘要】：沼氣是一種潔凈的生物質(zhì)能源,是微生物在厭氧條件下將農(nóng)作物或禽畜糞便中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷氣體。農(nóng)作物秸稈中含有大量的有機物質(zhì),通過干發(fā)酵工藝不但可以減少焚燒帶來的污染,更可以作為固體有機物得到有效利用,這樣不但可以減少固體廢棄物焚燒或丟棄帶來的環(huán)境污染,又可解決當(dāng)今所面臨的能源危機。由于秸稈中的纖維素類物質(zhì)不易被直接微生物利用,限制了發(fā)酵速率和甲烷產(chǎn)氣率,所以發(fā)酵前需對秸稈進行預(yù)處理以促進水解過程。通過使用復(fù)合菌群預(yù)處理秸稈可完善纖維素酶體系,起到促進水解的目的。 本文中以公主嶺市農(nóng)村秸稈為原料,通過以秸稈纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基,自秸稈腐熟物中馴化選育得來一組產(chǎn)纖維素酶復(fù)合菌群,測定此菌群的產(chǎn)酶能力,經(jīng)過18代傳代培養(yǎng)得到一組對秸稈纖維素分解能力較強的復(fù)合菌群,該復(fù)合菌群酶解纖維素可達1092U/g干曲,在pH6-7的范圍內(nèi)均能良好產(chǎn)酶。 使用固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基研究該復(fù)合菌群的產(chǎn)酶條件,通過實驗得出其最佳產(chǎn)酶條件為：固態(tài)曲的接種量為0.5%,培養(yǎng)溫度30℃,初始pH為6.5,作用時間60h,最適宜氮源為尿素。 實驗室自行研制一個壓力式小型模擬發(fā)酵罐,使用預(yù)處理后的秸稈進行發(fā)酵產(chǎn)沼氣實驗,并通過正交試驗優(yōu)化預(yù)處理最佳條件為初始pH6.5,菌劑接種量0.2%,溫度35℃,處理時間72h,測得此時產(chǎn)氣量最大,為0.8m3,其中預(yù)處理菌種接種量,處理時間和溫度是主要影響因子。 使用該復(fù)合菌以及馴化的活性污泥在實驗室自行設(shè)計的厭氧發(fā)酵罐中擴大生產(chǎn)沼氣,通過對碳氮比,接種量,溫度,pH,接種時間,有機負荷等的研究,最后取溫度,有機負荷率,接種量和接種時間為正交試驗影響因素,進行正交試驗,并通過效應(yīng)圖得出結(jié)論：發(fā)酵過程中溫度的變化對產(chǎn)氣量的影響是隨著溫度的的增加呈上升趨勢的,在溫度為40℃時,產(chǎn)氣量最高；同樣,接種時間對秸稈干發(fā)酵產(chǎn)氣量的影響也是隨著溫度的升高逐漸升高；而接種量和處理時間超過某一范圍則會成下降趨勢。所以溫度為40℃,有機負荷率為45g/L,接種量為35%,接種時間為48h后產(chǎn)氣量達到169.5L 過使用PBA培養(yǎng)基和剛果紅鑒別培養(yǎng)基對該復(fù)合菌群的菌種組成及其相互關(guān)系進行初步研究,,從復(fù)合菌群中分離出5株菌,說明該復(fù)合菌群中至少有5種可培養(yǎng)菌種,其中有2、3、4號菌株具有產(chǎn)纖維素酶的能力,2號與4號菌間存在協(xié)同作用,他們都與3號菌間存在競爭作用。 使用固態(tài)培養(yǎng)基將復(fù)合菌群進行傳代培養(yǎng),得知該復(fù)合菌在連續(xù)培養(yǎng)15代時菌種組成及纖維素酶活均能保持一定的穩(wěn)定性；將該復(fù)合菌群置于自然環(huán)境中,產(chǎn)酶能力并未產(chǎn)生明顯變化。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S216.4

【參考文獻】

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本文編號：2756415