蘑菇菌糠与牛粪、餐厨垃圾厌氧共发酵产甲烷潜力及熟化特性

发布时间：2021-12-25 07:55

　　随着食用菌产业化迅速发展,菌糠的产量大幅增长,菌糠的资源化处理成为重要的产业问题及研究方向。现有的利用方式主要有基质化、肥料化和饲料化,能源化利用的研究仍较少。本文将牛粪和餐厨垃圾分别与菌糠共发酵,分析共发酵对菌糠产甲烷潜力的影响,通过分析微生物群落结构特征初步探究菌糠共发酵的机理,结果如下:（1）以三种菌糠（金针菇、白灵菇、杏鲍菇）为单一原料进行中温批次发酵,含固率（TS）分别为1%、3%、5%。结果表明,三种菌糠的总产气量较为理想,其单位最高累积甲烷产量均在1%TS下获得,且单位产甲烷量随TS增加而降低,这说明随着TS的增加,菌糠的腐熟度降低。（2）将菌糠与牛粪以不同比例混合（4:0、3:1、1:1、1:3、0:4）,分别在物料总含固率3%和5%下,进行批次发酵实验。结果表明,3%TS发酵效果优于比5%TS。3%TS下,3:1配比获得最高累积甲烷产量;5%TS下,金针菇和白灵菇菌糠发酵最适比例分别为3:1和1:1,杏鲍菇菌糠的共发酵效果不如单发酵。大多数共发酵比例的甲烷产量均得到正向的协同效应。白灵菇菌糠3%TS单发酵时,纤维素的利用率高于半纤维素,而3%TS下,共发酵的半纤维素利... 

【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３－１金针菇菌糠（ａ）、白灵菇菌糠（ｂ）、杏鲍菇菌糠（ｃ）和牛粪（ｄ）单独厌氧发酵的体系ｐＨ??Ｆｉｇ．?３－１．?ｐＨ?ｆｒｏｍ?ｍｏｎｏ－ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ?ｏｆ?ＳＦｖ?（ａ），?ＳＰｔ?（ｂ），?ＳＰｅ?（ｃ），?ａｎｄ??

注：ａ、ｂ、ｃ分别表示金针菇菌糠、白灵菇菌播ｉ、杏鲍菇菌糠厌氧发酵的累积甲烷产量??（２）含固率５％条件下菌糠与牛粪共发酵的累积产甲烷量??图３－３是含固率５％条件下，不同比例牛粪和菌糠共发酵的累积甲烷产量，牛粪单发酵的累??积甲烷产量较低，为６４．２０?ｍＬ／ｇＴＳ，牛粪与金针菇菌糠１：３混合时，甲烷产量为１７２．１４?ｍＬ／ｇＴＳ，??比金针菇菌糠单发酵的甲烷产量（１３４．４８?ｍＬ／ｇ?ＴＳ）高出２８％。牛粪与金针菇菌糠１：１比例混合??时，在发酵的前３４天都与单发酵的产甲烷量相差不大，在发酵第３５天甲烷产量才超过了单发酵，??最终获得累积甲烷产量１４２．８１?ｍＬ／ｇＴＳ。而３：１的比例的发酵效果并没有单发酵的效果好。??但是，５％?ＴＳ的白灵菇菌糠与牛粪共发酵的效果和３％?ＴＳ的效果有较大差别，在５％?ＴＳ下，??三种混合比例中１：１比例发酵效果最好，而在３％?ＴＳ下，是牛粪与菌糠１：３的比例混合效果较好。??５％?ＴＳ下

（ｉ）＇??图３－４不同比例牛粪与菌糠共发酵的ｐＨ和ＶＦＡ含量??Ｆｉｇ?３－４?ｐＨ?ａｎｄ?ＶＦＡｓ?ｆｒｏｍ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏ－ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｎｕｒｅ?ｔｏ?ＳＭＳ?ｒａｔｉｏｓ．??注：ａ＾ｃ分别表示金针菇与牛粪不同比例（１：３，１：１，３：１）共发酵的ｐＨ和ＶＦＡ含量；ｄ，ｅ，ｆ分别表示白灵菇与牛粪不同比例（１：３，??１：１，３：１）共发酵的ｐＨ和ＶＦＡ含量；ｇ，ｈ，ｉ分别表示杏鲍菇与牛粪不同比例（１：３，?共发酹的ｐＨ和ＶＦＡ含量。??３．３．６微生物群落特征??（１）高通量分析细菌的群落结构??根据产甲烷特性和有机酸的变化，选取具有代表性的样本（第２０天）进行细菌群落的多样??分析。样品的细菌群落多样性韦恩图见图３－５。从图中可以看出，金针菇、白灵菇与杏鲍菇菌??糠和牛粪共发酵的样品中的细菌群落分别和污泥样品共享１９１，?１８６，?１７６个ＯＴＵｓ，说明尽管加??入的底物不同，但厌氧发酵中的微生物大致类似。同时，每个处理都有一些独特的ＯＴＵ，使其表??现出不同的产甲烷特性。??另外，在门水平分析了各个食用菌微生物群落结构差异，各样品微生物在门水平上群落构成??如图３－６。在门水平下

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[3]生物添加剂对柳枝稷青贮的作用及机理研究[D]. 刘晶晶.中国农业大学 2015
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硕士论文
[1]餐厨垃圾和草坪草共混发酵制备沼气技术研究[D]. 陈丽琴.华南农业大学 2016
[2]柳枝稷与牛粪共发酵的产甲烷特性及微生物群落特征[D]. 郑泽慧.中国农业大学 2015
[3]生物预处理条件下秸秆物料特性及产气效应研究[D]. 赵肖玲.西北农林科技大学 2014
[4]牛粪和厨余垃圾混合厌氧消化实验研究[D]. 姚猛.西南交通大学 2013
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本文编号：3552080