猪粪高效除臭菌株筛选及其除臭机理研究

发布时间：2017-05-16 10:05

  本文关键词：猪粪高效除臭菌株筛选及其除臭机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国畜牧业将向集约化、规模化方向快速发展,产生的大量畜禽粪便因未能有效资源化利用,已成为危害环境的主要污染源。因此,减少畜禽粪便对环境的污染及资源化高效利用成为现代畜牧业发展所面临的重大问题。本研究利用平板划线分离法从不同材料(新鲜猪粪、堆肥猪粪、活性污泥、秸秆腐败样、垃圾堆样)中分离纯化菌株;通过氨气和硫化氢选择性培养基定性初选和硼酸吸收法、锌胺络盐吸收比色法定量复选相结合,筛选除臭菌株。采用L8(27)正交试验优化高效除臭组合菌群;优化最佳除臭组合菌群的除臭发酵工艺条件;将筛选的高效除臭菌和纤维素分解菌群优化组合制备成复合微生物除臭剂,研究了其对畜禽粪便堆肥过程中的除臭效果和对堆肥物料特性的影响,定量了分析不同阶段氮元素和硫元素的动态转化和损失途径,初步探讨了其除臭机理。研究结果如下:(1)从5份样品中分离出了130株菌株,进一步筛选出了可高效抑制氨气、硫化氢释放的菌株5株和3株,其中命名为BX3的菌株对氨气和硫化氢的去除率最高,分别达到80.07%和76.92%。(2)优化构建的除臭组合菌群“AF2+DZ1+BX3+DZ3+BZ1+EZ3+AX4”对发酵过程中氨气和硫化氢的释放量显著或极显著低于其他组合,为最佳组合;与空白对照相比,第5 d时氨气和硫化氢的去除率达到82.14%、80.84%。(3)除臭组合菌群接种量分别为10%、15%,含水率40%、30%,麸皮添加量为10%时氨气和硫化氢的释放量最小。(4)复合微生物除臭剂在堆肥的前20 d对氨气和硫化氢的去除率高达70%和60%以上,同时使堆肥的pH、含水率和C/N降低,堆体的温度上升时间加快,高温持续时间延长;猪粪和鸡粪堆肥在第25 d和20 d堆体温度达到最高,高于50℃持续15 d和20 d。(5)堆肥结束时,与自然堆肥相比,微生物除臭剂减少了猪粪和鸡粪堆肥中25.84%和28.65%的氮元素损失,全氮(TN)和硝态氮(NO3--N)含量显著高于自然堆肥(P0.05);同时促进硫元素向无机硫(SO42-)形式转化,SO42-含量显著高于自然堆肥(P0.05)。本研究筛选的除臭微生物具有高效稳定的除臭能力,制备成微生物除臭剂除臭效果明显,并能减少堆肥肥效损失,促进堆肥腐熟,在资源化、无害化处理畜牧业废弃物和治理环境污染方面具有较大的应用潜力。
【关键词】：猪粪 除臭微生物 发酵条件 微生物除臭剂 堆肥 除臭机理
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X713;S141.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Summary5-10
• 第一部分 文献综述10-22
• 1 现代畜牧业的发展特点10-11
• 1.1 集约化经营10-11
• 1.2 先进的科学技术11
• 1.3 产业化经营11
• 1.4 可持续的生产方式11
• 2 现代畜牧业发展带来的问题11-14
• 2.1 现代畜牧业畜禽粪便废弃物对环境的污染12-13
• 2.2 畜禽粪便废弃物的危害13-14
• 3 畜禽粪便无害处理和资源化利用的主要方式14-15
• 3.1 堆肥化14-15
• 3.2 沼气工程15
• 3.3 畜禽粪便饲料化技术15
• 4 畜禽粪便恶臭治理技术15-18
• 4.1 物理除臭技术15-16
• 4.2 化学除臭技术16
• 4.3 生物除臭技术16-18
• 5 除臭微生物及除臭剂的研究现状18-21
• 5.1 除臭微生物的种类及除臭机理18-19
• 5.1.1 除氨微生物18-19
• 5.1.2 脱硫微生物19
• 5.2 除臭微生物的筛选19-20
• 5.3 微生物除臭剂的研究现状20-21
• 6 研究目的和意义21-22
• 第二部分 试验部分22-46
• 第一章 猪粪高效除臭微生物菌株分离和筛选22-29
• 1 试验材料22-23
• 1.1 材料及菌种来源22
• 1.2 主要试剂配制22-23
• 1.3 培养基23
• 2 试验方法23-24
• 2.1 菌株的分离纯化23
• 2.2 除臭菌株初选23-24
• 2.3 除臭菌株复选24
• 2.4 NH3和H2S的测定方法24
• 2.5 数据处理与统计分析24
• 3 结果与分析24-27
• 3.1 菌株的分离24-25
• 3.2 除臭菌株筛选25-27
• 3.2.1 除臭菌株初筛25
• 3.2.2 除臭菌株复选25-27
• 4 讨论27-28
• 5 小结28-29
• 第二章 高效微生物除臭菌群构建及发酵条件优化29-35
• 1 试验材料29
• 2 试验方法29-30
• 2.1 微生物除臭组合菌群构建29
• 2.2 除臭发酵条件优化29-30
• 3 结果与分析30-32
• 3.1 除臭组合菌群构建30-31
• 3.2 除臭发酵条件优化31-32
• 3.2.1 不同接种量对NH3及H2S释放的影响31
• 3.2.2 不同含水率对NH3及H2S释放的影响31-32
• 3.2.3 不同麸皮添加量对NH3及H2S释放的影响32
• 4 讨论32-34
• 4.1 除臭组合菌群的优化32-33
• 4.2 除臭发酵条件优化33-34
• 5 小结34-35
• 第三章 高效微生物除臭剂的制备及除臭机理研究35-46
• 1 试验材料35
• 2 试验方法35-37
• 2.1 微生物除臭剂的制备35
• 2.2 除臭机理研究35-36
• 2.2.1 堆肥试验设计35-36
• 2.2.2 样品采集及测定36
• 2.2.3 除臭效果测定36
• 2.2.4 测定分析方法36
• 2.3 数据处理与统计分析36-37
• 3 结果与分析37-41
• 3.1 微生物除臭剂对畜禽粪便的除臭效果37
• 3.2 微生物除臭剂对堆肥物料特性的影响37-39
• 3.2.1 对堆肥温度的影响37-38
• 3.2.2 对堆肥pH值的影响38
• 3.2.3 对堆肥含水率的影响38-39
• 3.2.4 对堆肥C/N的影响39
• 3.3 微生物除臭剂的除臭机理39-41
• 3.3.1 氮元素转换及含量动态变化39-40
• 3.3.2 硫元素转换及含量动态变化40-41
• 4 讨论41-45
• 4.1 微生物除臭剂对畜禽粪便堆肥的除臭效果41-42
• 4.2 微生物除臭剂对堆肥物料特性的影响42-43
• 4.3 含氮恶臭物质的转化和损失途径43-44
• 4.4 含硫恶臭物质的转化和损失途径44-45
• 5 小结45-46
• 第三部分 结论46-47
• 参考文献47-52
• 附录52-63
• 致谢63-64
• 作者简介64-65
• 导师简介65-66

【参考文献】

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本文编号：370515