新农村生物质垃圾厌氧发酵几个关键问题的研究

发布时间：2017-08-12 20:36

  本文关键词：新农村生物质垃圾厌氧发酵几个关键问题的研究

  更多相关文章： 混合原料发酵 总磷 木质素降解菌 产酶条件优化

【摘要】：国家大力推行新农村建设,目的是为了城乡居民共享改革开放的成果。但由于基础设施,比如上下水管道、垃圾处理与处置措施不太到位,造成新的环境问题。本论文就目前存在的混合有机质垃圾厌氧发酵装置存在的几点问题进行实验室研究,期望能对混合原料的厌氧发酵提供一点理论指导。厌氧发酵技术在发达国家特别是欧洲近年来积极开发并获得应用,是未来有机固体废物处理的方向之一。本论文以混合原料为基质(主要包括禽畜粪便、发酵罐中产生的沼液、玉米秸秆、厨余、洗涤废水)进行厌氧发酵产沼气研究。内容之一是研究温度对磷含量与产气特征关系的影响;实验结果显示:高温(52℃)条件下水溶性磷的增长率较大;中温(30℃/37℃)条件下日产气量、累积产气量和总气量明显高于高温和室温(22℃)实验组、水溶性磷和产气量的累积趋势一致;高温条件下,水溶性磷的累积和产气量的变化趋势相反;室温条件下,水溶性磷积累较多。产生沼气中,中温(30℃/37℃)条件下,CH4一直占主要成分;在高温(52℃)条件下,沼气中CH4、CO2各占50%。从固体减容效果来看,中温(37℃)效果较好,TS减少率58.15%、V S减少率7 4.5 9%。不同温度系统p H值基本保持恒定。说明系统的缓冲作用维持良好。秸秆的降解是厌氧发酵的限速步骤,针对此问题,本文从含腐叶土样中筛选、分离、纯化得到10株能降解木质素的菌株。标记为A62、A61的菌株产生木质素过氧化物酶的能力较强。通过实验测定了菌株A62的生长曲线,确定了不同生长阶段所需要的时间。经革兰氏染色A62属于革兰氏阳性菌。菌株A62优化后的产酶条件为:温度35℃、p H值8、碳源为乳糖、氮源为蛋白胨。该条件下的最高酶活为46.2U/m L。不同条件下菌株A62降解木质素的结果显示,在p H值为8、培养温度为35℃、以0.0 2 m o l/L(以N计)蛋白胨为氮源时,该菌株降解木质素的能力最强。通过厌氧发酵,在高效减容的同时,如何获得品质更高的沼气一直是科研工作者们研究的方向,厌氧发酵技术同时可以满足能源短缺和环境保护的要求。本文只就这两个问题进行了实验探讨,以期在以后的研究中将筛选出的木质素降解菌扩大培养后应用于实际的厌氧发酵系统中,获得高效降解过程的同时得到较多的甲烷。
【关键词】：混合原料发酵 总磷 木质素降解菌 产酶条件优化
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705;S216.4
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 新农村建设中存在的环境问题12-13
• 1.2 农村环境污染原因分析13-14
• 1.3 畜禽粪便进行处理的必要性14
• 1.4 厌氧发酵技术14-17
• 1.5 课题的来源和研究内容17-18
• 第2章 厌氧发酵过程中总磷的变化及与产气量的关系18-31
• 2.1 元素磷18
• 2.2 本次实验装置及主要测定项目18-19
• 2.2.1 气体成分及产气量的测定19
• 2.2.2 固体含量 (TS)19
• 2.2.3 挥发性固体含量 (VS)19
• 2.2.4 pH值19
• 2.2.5 总磷19
• 2.3 水样的测定19-20
• 2.3.1 预处理（过硫酸钾消解法19-20
• 2.3.2 水样测定（钼锑抗分光光度法）20
• 2.4 实验结果与分析20-29
• 2.5 结论29-31
• 第3章 木质素降解菌的筛选及产酶条件的优化31-42
• 3.1 木质素及其降解菌31-32
• 3.2 木质素降解酶32-33
• 3.3 微生物产木质素降解酶的影响因素33-34
• 3.4 测定木质素降解细菌的筛选与初步鉴定34-38
• 3.5 结果与讨论38-40
• 3.5.1 菌株的分离纯化38
• 3.5.2 固体筛选培养基38-39
• 3.5.3 苯胺蓝平板脱色39
• 3.5.4 木质素降解菌的复筛39-40
• 3.5.5 菌株的生长曲线40
• 3.5.6 革兰氏染色40
• 3.6 结论40-42
• 第4章 木质素降解菌产酶条件的优化42-48
• 4.1 实验部分42-43
• 4.1.1 实验药品与仪器42
• 4.1.2 实验药品42-43
• 4.1.3 培养基43
• 4.2 实验方法43-44
• 4.2.1 碳源对菌株A 62 产木质素过氧化物酶的影响的实验方法43
• 4.2.2 氮源对菌株A 62 产木质素过氧化物酶的影响的实验方法43
• 4.2.3 温度对菌株A62产木质素过氧化物酶的影响的实验方法43
• 4.2.4 pH值对菌株A62产木质素过氧化物酶的影响的实验方法43-44
• 4.3 结果与分析44-46
• 4.3.1 碳源对菌株A 62 产木质素过氧化物酶的影响44
• 4.3.2 氮源对菌株A 62 产木质素过氧化物酶的影响44-45
• 4.3.3 p H值 对菌株A 62 产木质素过氧化物酶的影响45-46
• 4.3.4 温度对菌株A 62 产木质素过氧化物酶的影46
• 4.4 结论46-48
• 第5章 木质素降解菌降解木质素条件的优化48-54
• 5.1 实验药品与仪器48-49
• 5.1.1 实验仪器48
• 5.1.2 实验方法48
• 5.1.3 培养基48
• 5.1.4 木质素磺酸钠溶液标准曲线绘制48-49
• 5.2 实验方法49-50
• 5.2.1 温度对菌株A62 降解木质素的影响的实验方法49
• 5.2.2 pH值对菌株A62 降解木质素的影响的实验方法49-50
• 5.2.3 氮源对菌株A62降解木质素的影响的实验方法50
• 5.2.4 氮源浓度对菌株A62降解木质素的影响的实验方法50
• 5.2.5 木质素降解菌A62发酵实验方法50
• 5.3 结果与分析50-53
• 5.4 结论53-54
• 第6章 结论与展望54-56
• 参考文献56-62
• 致谢62-63
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录63

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