新型发酵床污水处理系统的研发及系统微生物多样性研究

发布时间：2020-04-02 20:00

【摘要】：随着养猪规模化程度的提高,猪场的污染排量也日渐增加,对环境的污染也日渐严重。本研究研发了一种从源头减少排量的新型猪发酵床污水处理系统,该系统结合微生物发酵床处理和自然蒸发,利用微生物快速消纳污水中的有机物,利用自然蒸发原理来蒸发污水中的水分,达到零排放的目的。为了进一步研究该系统在生产实践中的各项性能。本研究对系统的源头减排效果和污水处理能力进行研究;并采用高通量测序技术对发酵床的优势微生物进行相关研究。具体结果如下:1.对传统猪舍的饮水器进行优化,将带水位阀的饮水碗替代了传统的鸭嘴式饮水器,在小猪、中猪和大猪三个阶段的平均用水量分别为3.9L/(头·d)、4.1L/(头·d)、4.4L/(头·d),整个生产阶段的用水量为366.7m3,在用水节水方面远优于传统的猪舍,实现了从源头减少污水产生的目的,有利于后续污水的处理。2.通过对漏粪地板的优化和自动刮粪机的使用,在整个饲养过程中,排出的粪污只有307.2t,而一般传统猪舍一个饲养期的排污量可以达到1000t左右,使环保猪舍的整个排污量只有传统猪舍的20%左右。3.通过研究发现新型发酵床污水处理系统处理污水的能力在12月最低,7月最高。12月每天处理能力为2.3吨,7月则平均为9.2吨。全年总处理量为2000吨左右。4.为详细调查该系统微生物的多样性与优势菌群。采用“五点取样法”对发酵床的表层、中层、深层取得了9个样样品,为表层(1-1、1-2、1-3);中层(2-1、2-2、2-3);深层(3-1、3-2、3-3)。提取发酵床垫料的总DNA,以发酵床垫料的总DNA为模版,对细菌的16SrDNA基因V3-V4高变区进行PCR扩增,真菌ITS1-ITS2区进行PCR扩增。将PCR产物送至上海美吉生物医药科技有限公司进行16SrRNA基因片段的扩增和高通量测序。通过对测序所得的序列进行过滤分析,在进行物种的分类和OUT的聚类分析,所得结果如下:(1)发酵床中层的微生物多样性远高于表层和深层,细菌的多样性和丰富度远高于真菌。(2)发酵床垫料检测的细菌隶属于24门43纲95目197科390属529种,Proteobacteria(变形菌门)平均45.96%和Bacteroidetes(拟杆菌门)平均28.79%为发酵床中细菌的优势菌群。(3)真菌隶属于4门6纲11目15科18属。优势菌群为Ascomycota(子囊菌门)平均59.18%和Zopfiella(柄孢壳属)平均62.34%。以上结果表明通过源头减排的设计,猪舍的用水量和排污量均有所减少,污水的处理能力也能完全满足一个年出栏1500头猪的猪场。在微生物多样性方面结果表明在不同深度的发酵床垫料,微生物的丰富度、多样性、相似性、优势菌群均有不同。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;X172

【参考文献】