有机固体废弃物厌氧、好氧发酵特性及细菌多样性对比研究

发布时间：2017-12-25 16:02

  本文关键词：有机固体废弃物厌氧、好氧发酵特性及细菌多样性对比研究　出处：《广西大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：当前有机固体废弃物产生的严重环境问题已成为研究的重要课题,其处理方式主要有好氧堆肥化以及厌氧消化这两种处理方式。好氧堆肥化是一种能将有机固体废弃物转化成能够改善土壤营养结构无污染肥料的方法。厌氧消化则是一种将有机固体废弃物转化成沼气能源的方法,但由于传统的厌氧消化过程,产气量少并且甲烷浓度较低,常需添加调节厌氧消化过程中产沼气的菌种以得到更多的沼气以及更高的甲烷浓度,从而提高厌氧消化产沼气的质量。本研究通过设计并搭建了相关实验平台,以牛粪与甘蔗叶以及啤酒厂滤泥这三种有机固体废弃物为原料,通过添加尿素调节初始C/N值,在初始C/N值为10.12、15.02、20.03的混合物料中,对厌氧消化过程中理化参数以及产沼气特性进行了实验研究。研究还通过多次富集与筛选,从上述三种混合物料厌氧消化过程中筛选分离纯化出一株与产沼气相关的菌株,经过PCR扩增16S rDNA并克隆测序分析以及经过形态学、生理生化鉴定,初步鉴定该菌为产气乳酸杆菌属Lactobacillus命名为GXU-LYC02。研究还采用单因素法对该菌生理特性进行实验研究,进行初步优化后制成菌剂并添加到厌氧消化环境中,研究其对厌氧消化产沼气特性的影响。本研究还分别对初始C/N值为15的好氧堆肥化过程中各种发酵理化参数以及厌氧消化过程中理化参数以及厌氧消化产气、产能特性进行了实验对比研究,并对厌氧消化后的沼渣好氧堆肥化处理进行实验研究。同时利用PCR-DGGE的方法对好氧堆肥化、厌氧消化以及沼渣好氧堆肥化进程中细菌群落进行分析。研究结果表明：(1)在牛粪、甘蔗叶、滤泥三者混合物料碳氮比为分别10.12、15.02、20.03厌氧消化过程中,产气最佳的碳氮比为15.02,最高累计产气量为1748.63mL·kg-1,甲烷最高浓度为59.26%。(2)筛选获得菌株乳酸杆菌属Lactobacillus命为GXU-LYC02的菌株,具有酸化水解纤维素产氢的功能,革兰氏染色阳性,生长最适pH值为5.5,菌株在0～1.4mol/LNaCl时产气量最大,最适温度为30℃,添加到厌氧消化发酵混合物料中有助于增加累积产沼气量。(3)通过PCR-DGGE方法对好氧堆肥化、厌氧消化以及沼渣好氧堆肥化发酵细菌多样性进行对比研究,这些过程中细菌数量和群落结构丰富多样,样品间的细菌群落结构差异性相对较大。好氧堆肥化和沼渣好氧堆肥发酵过程中与降解纤维素有关的菌株均成为样品共有的优势微生物。厌氧消化过程中与产沼气相关的菌种成为样品共有的优势微生物,如梭菌属、拟杆菌、纤维杆菌属、科里氏杆菌属、厚壁菌门韦荣氏球菌属等。(4)沼渣经好氧堆肥化达到腐熟后,有机质降解到42.13%,达不到国家农业部标准NY525-2012有机肥料有机质含量(≥45%)要求。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X705;TQ920.1

【参考文献】

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本文编号：1333478