猪场沼液热处理对病原微生物杀灭的关键因素研究
发布时间：2021-06-21 10:07
农田利用和回冲圈舍是猪场沼液资源利用的主要途径,然而常温或中温厌氧发酵产生的猪场沼液有存在病原微生物的风险。借鉴欧盟厌氧发酵后巴氏消毒技术,采用热处理消毒法对猪场沼气工程厌氧发酵沼液进行消毒试验研究,为优化沼液热处理消毒的参数,以大肠菌群、粪大肠菌群的数量为指标,在进行50～80℃预备试验基础上,采用3种总固体含量（2%、4%、6%）的沼液、在4种加热温度（52.5、55、57.5、60℃）、3种加热时间（35℃升温至加热温度时间、15 min、30 min）的条件下,探讨猪场沼液热处理消毒的影响因素及其消毒效果。研究表明,加热温度和加热时间对沼液热处理消毒效果均有极显著影响（P<0.01）,沼液总固体含量对沼液热处理消毒效果无显著影响（P>0.05）,但沼液总固体含量越大,沼液升温速率越慢。对于本研究所用厌氧发酵沼液,在加热温度60℃,持续加热15 min后,沼液中大肠菌群数平均小于1 CFU·mL-1、粪大肠菌群数平均小于0.03 MPN·mL-1,满足《再生水水质标准》（SL368-2006）再生水回用于农业病原微生物杀灭要...
【文章来源】：中国农业科技导报. 2020,22(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同加热温度下沼液中大肠菌群和粪大肠菌群数量变化
国内现有的猪场沼气工程多为中温发酵,35～38 ℃的发酵条件难以将料液中病原微生物完全杀灭。本研究中,猪场沼气工程厌氧发酵沼液中的大肠菌群数为(1.02×105±3.99×104) CFU·mL-1、粪大肠菌群数为(9.90×104±6.11×104) MPN·mL-1,存在较大的生物学风险。采用热处理消毒技术,当加热温度达到60 ℃,维持15 min时,沼液病原微生物指标检测结果为大肠菌群数小于1 CFU·mL-1、粪大肠菌群数小于0.03 MPN·mL-1, 满足《再生水水质标准》(SL368-2006)再生水回用于农业病原微生物杀灭要求。与欧盟70 ℃条件下维持60 min的热处理消毒标准相比,在保证消毒效果的前提下,降低了能耗。从热处理温度角度分析,本研究发现,热处理温度60 ℃可以对大肠菌群、粪大肠菌群起到有效杀灭作用。Neyens和Baeyens[35]指出,当温度高于60 ℃,微生物的细胞即可被破坏。且有研究表明不同温度下细胞被破坏的部位不同:在45～65 ℃时,细胞膜破裂,rRNA被破坏;50～70 ℃时,DNA被破坏;在65～90 ℃时,细胞壁被破坏;70～95 ℃,蛋白质变性[36]。因此,当病原微生物考察对象为大肠菌群和粪大肠菌群时,60 ℃的热处理温度可以满足杀灭要求。从热处理时间角度分析,与欧盟动物副产物法规(EC 1774/2002)70 ℃维持60 min的热处理消毒标准相比,60 ℃维持15 min的热处理时间较短。分析试验过程可知,沼液从厌氧发酵出料温度加热至60 ℃的升温时间没有计算在内,故本研究实际的沼液热处理时间为升温时间与恒温时间(15 min)之和,而沼液升温时间与热处理沼液的体积以及TS含量存在直接关系,沼液体积和TS含量越大,所需升温时间越长。本研究中TS含量为2%、4%、6%的沼液60 ℃热处理消毒的升温时间分别为17.7、22.3、和28 min,因此实际持续加热时间为32.7、37.3、和45 min。
表7 总固体含量对沼液升温时间的影响Table 7 Influence of total solid content of biogas slurry on its heating time 总固体浓度Total solid content/% 升温时间Heating time/min 2 14.417 aA 4 17.5 bB 6 21.917 cB 注: 同列中不同小、大写字母分别表示在P<0.05、P<0.01水平差异具有统计学意义。Note: Different small and capital letters in the same column indicate significant difference at P<0.05 and P<0.01 levels, respectively.
【参考文献】：
期刊论文
[1]臭氧灭菌技术处理猪场沼液粪大肠菌群的应用研究[J]. 穆钰,耿如林,矫健,薛晓燕. 中国沼气. 2015(02)
[2]猪场沼液絮凝上清液的紫外线杀菌效果[J]. 李同,董红敏,陶秀萍. 农业工程学报. 2014(06)
[3]畜禽养殖污水消毒技术研究进展[J]. 李同,董红敏,陶秀萍. 中国农业科技导报. 2013(02)
[4]紫外线对水产养殖循环水的杀菌效果[J]. 郑荣进,向坤,朱松明. 农业工程学报. 2011(11)
[5]超声协同紫外灭活大肠杆菌实验研究[J]. 靳慧霞,董滨,孙颖,雷兆武. 环境科学与技术. 2010(11)
[6]规模猪场能源生态型和能源环保型粪污处理模式温室气体减排量评估[J]. 王珅,刘慧英,马宗虎,南国良. 可再生能源. 2009(04)
[7]超声波对城市污水处理厂出水消毒的研究[J]. 靳昕,李子富,张小刚. 环境工程学报. 2009(04)
[8]城市污水再生利用中的消毒问题研究[J]. 蒋以元,柯真山,张昱,廖日红,杨敏. 环境工程学报. 2008(01)
[9]规模化养猪场沼气工程应用技术[J]. 林聪. 猪业科学. 2007(09)
[10]提高污泥厌氧消化效率的溶胞预处理技术[J]. 汪群慧,刘建丽,艾恒雨,王旭明. 黑龙江大学自然科学学报. 2005(05)
硕士论文
[1]二氧化氯杀菌机理及其对城市污水杀菌消毒应用研究[D]. 乔怡娜.中北大学 2008
本文编号：3240484
【文章来源】：中国农业科技导报. 2020,22(06)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同加热温度下沼液中大肠菌群和粪大肠菌群数量变化
国内现有的猪场沼气工程多为中温发酵,35～38 ℃的发酵条件难以将料液中病原微生物完全杀灭。本研究中,猪场沼气工程厌氧发酵沼液中的大肠菌群数为(1.02×105±3.99×104) CFU·mL-1、粪大肠菌群数为(9.90×104±6.11×104) MPN·mL-1,存在较大的生物学风险。采用热处理消毒技术,当加热温度达到60 ℃,维持15 min时,沼液病原微生物指标检测结果为大肠菌群数小于1 CFU·mL-1、粪大肠菌群数小于0.03 MPN·mL-1, 满足《再生水水质标准》(SL368-2006)再生水回用于农业病原微生物杀灭要求。与欧盟70 ℃条件下维持60 min的热处理消毒标准相比,在保证消毒效果的前提下,降低了能耗。从热处理温度角度分析,本研究发现,热处理温度60 ℃可以对大肠菌群、粪大肠菌群起到有效杀灭作用。Neyens和Baeyens[35]指出,当温度高于60 ℃,微生物的细胞即可被破坏。且有研究表明不同温度下细胞被破坏的部位不同:在45～65 ℃时,细胞膜破裂,rRNA被破坏;50～70 ℃时,DNA被破坏;在65～90 ℃时,细胞壁被破坏;70～95 ℃,蛋白质变性[36]。因此,当病原微生物考察对象为大肠菌群和粪大肠菌群时,60 ℃的热处理温度可以满足杀灭要求。从热处理时间角度分析,与欧盟动物副产物法规(EC 1774/2002)70 ℃维持60 min的热处理消毒标准相比,60 ℃维持15 min的热处理时间较短。分析试验过程可知,沼液从厌氧发酵出料温度加热至60 ℃的升温时间没有计算在内,故本研究实际的沼液热处理时间为升温时间与恒温时间(15 min)之和,而沼液升温时间与热处理沼液的体积以及TS含量存在直接关系,沼液体积和TS含量越大,所需升温时间越长。本研究中TS含量为2%、4%、6%的沼液60 ℃热处理消毒的升温时间分别为17.7、22.3、和28 min,因此实际持续加热时间为32.7、37.3、和45 min。
表7 总固体含量对沼液升温时间的影响Table 7 Influence of total solid content of biogas slurry on its heating time 总固体浓度Total solid content/% 升温时间Heating time/min 2 14.417 aA 4 17.5 bB 6 21.917 cB 注: 同列中不同小、大写字母分别表示在P<0.05、P<0.01水平差异具有统计学意义。Note: Different small and capital letters in the same column indicate significant difference at P<0.05 and P<0.01 levels, respectively.
【参考文献】：
期刊论文
[1]臭氧灭菌技术处理猪场沼液粪大肠菌群的应用研究[J]. 穆钰,耿如林,矫健,薛晓燕. 中国沼气. 2015(02)
[2]猪场沼液絮凝上清液的紫外线杀菌效果[J]. 李同,董红敏,陶秀萍. 农业工程学报. 2014(06)
[3]畜禽养殖污水消毒技术研究进展[J]. 李同,董红敏,陶秀萍. 中国农业科技导报. 2013(02)
[4]紫外线对水产养殖循环水的杀菌效果[J]. 郑荣进,向坤,朱松明. 农业工程学报. 2011(11)
[5]超声协同紫外灭活大肠杆菌实验研究[J]. 靳慧霞,董滨,孙颖,雷兆武. 环境科学与技术. 2010(11)
[6]规模猪场能源生态型和能源环保型粪污处理模式温室气体减排量评估[J]. 王珅,刘慧英,马宗虎,南国良. 可再生能源. 2009(04)
[7]超声波对城市污水处理厂出水消毒的研究[J]. 靳昕,李子富,张小刚. 环境工程学报. 2009(04)
[8]城市污水再生利用中的消毒问题研究[J]. 蒋以元,柯真山,张昱,廖日红,杨敏. 环境工程学报. 2008(01)
[9]规模化养猪场沼气工程应用技术[J]. 林聪. 猪业科学. 2007(09)
[10]提高污泥厌氧消化效率的溶胞预处理技术[J]. 汪群慧,刘建丽,艾恒雨,王旭明. 黑龙江大学自然科学学报. 2005(05)
硕士论文
[1]二氧化氯杀菌机理及其对城市污水杀菌消毒应用研究[D]. 乔怡娜.中北大学 2008
本文编号：3240484
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3240484.html
