【摘要】：隨著生豬養(yǎng)殖的規(guī)�；l(fā)展,豬舍糞污的大量集中排放對(duì)環(huán)境生態(tài)和人體健康是嚴(yán)重的潛在威脅。在規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)中,生豬的轉(zhuǎn)欄和出欄使豬舍儲(chǔ)糞池水泡糞的存儲(chǔ)與排放具有周期性,而季節(jié)性用水量的差異還導(dǎo)致了水泡糞總固體物(TS)含量的顯著變化。因此,研究水泡糞存儲(chǔ)周期內(nèi)的溫室氣體排放特征及其對(duì)后續(xù)甲烷發(fā)酵效能的影響,對(duì)于溫室氣體減排和甲烷發(fā)酵效能提高具有重要意義。本文以減少溫室氣體排放和提高能源轉(zhuǎn)化率為目標(biāo),對(duì)比研究了存儲(chǔ)時(shí)間和TS對(duì)水泡糞厭氧發(fā)酵過程的影響,確定了適宜的水泡糞存儲(chǔ)排放周期,以及適宜甲烷發(fā)酵的TS濃度,可為豬舍的管理以及水泡糞厭氧發(fā)酵工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供指導(dǎo)。模擬豬舍水泡糞工藝,通過靜態(tài)發(fā)酵試驗(yàn),研究了存儲(chǔ)時(shí)間和TS對(duì)水泡糞存儲(chǔ)過程中的主要污染物轉(zhuǎn)化和溫室氣體排放特征。結(jié)果表明:在水泡糞存儲(chǔ)過程中,有機(jī)物的降解主要發(fā)生在前14 d,SCOD、TP、NH_4~+-N和VFAs濃度隨時(shí)間增加而不斷升高并達(dá)到峰值,此后基本保持相對(duì)穩(wěn)定;隨著水泡糞TS的增加,SCOD、TP、NH_4~+-N和VFAs的產(chǎn)生量隨之大幅上升;水泡糞存儲(chǔ)時(shí)間的長短對(duì)CH4和CO2排放的影響比TS更為顯著,且CO2排放通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CH4排放通量,存儲(chǔ)時(shí)間越長,CO2和CH4的排放量越大;隨著TS的增加,CO2的排放通量越大,而CH4的排放通量則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。較長的存儲(chǔ)時(shí)間和較低的TS更有利于水泡糞的甲烷發(fā)酵和污染物去除,而存儲(chǔ)時(shí)間的影響要顯著大于TS的影響。對(duì)于存儲(chǔ)時(shí)間為28 d、TS為3%的水泡糞,其累積甲烷產(chǎn)量和比產(chǎn)甲烷速率分別可達(dá)3.02 L/L和0.13 L/L/d,溶解性COD和揮發(fā)性固體物的去除率分別達(dá)到63%和55%。對(duì)于存儲(chǔ)時(shí)間為14 d的水泡糞,由揮發(fā)性脂肪酸積累導(dǎo)致的較低p H,會(huì)嚴(yán)重抑制產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群和產(chǎn)甲烷菌群的生長代謝,是限制其甲烷發(fā)酵性能的主要因素。存儲(chǔ)時(shí)間的長短會(huì)顯著影響水泡糞存儲(chǔ)階段的微生物群落結(jié)構(gòu),但對(duì)甲烷發(fā)酵階段的微生物群落結(jié)構(gòu)影響較小。水泡糞的優(yōu)勢(shì)菌群為腸道細(xì)菌和甲烷短桿菌,存儲(chǔ)形成的最終群落的優(yōu)勢(shì)菌群為水解發(fā)酵菌群和甲烷球形菌,甲烷發(fā)酵過程最終形成的群落以產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和甲烷絲菌占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。在存儲(chǔ)和甲烷發(fā)酵過程中的優(yōu)勢(shì)菌屬主要有芽孢桿菌屬(Clostridium sensu stricto)、依格納季氏菌屬(Ignatzschineria)、乳酸菌屬(Lactobacillus)、土孢桿菌屬(Terrisporobacter)和叢毛單胞菌屬(Comamonas)等,而優(yōu)勢(shì)產(chǎn)甲烷菌屬為甲烷絲菌屬(Methanothrix)、甲烷短桿菌屬(Methanobrevibacter)和甲烷球形菌屬(Methanosphaera)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S216.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2790387