实验用wistar大鼠粪便沼气发酵特性及工艺条件研究

发布时间：2018-04-11 22:38

  本文选题：实验动物粪便 + 厌氧发酵　； 参考：《吉林农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着社会的不断进步和发展,世界各国的医疗科技水平也在不断提高。人类在医疗科技水平上之所以取得突飞猛进的进展,与实验动物在医学研究上的临床实践有着密布可分的关系。近些年来,为了便于医疗试验探究,各大医院、医疗研究所、医疗高等院校都纷纷建立了独立的实验动物中心大规模饲养实验动物。实验动物的大规模饲养和应用,随之就产生了大量的实验动物粪便,实验动物粪便的处理成为各实验动物中心的一大难题。经过调查得知,实验动物粪便的处理大多同医疗废弃物一起进行掩埋处理,少部分实验动物粪便经过处理回田当作肥料。这样的处理方式不但会对环境造成污染,同时会威胁到人类的身体健康。对于畜禽粪便的厌氧发酵处理方式已经得到广泛应用,同样,将实验动物粪便进行厌氧发酵处理,转化为清洁能源沼气是一种合理的处理方式,并且对于由实验动物粪便引起的环境污染有十分重要的意义。本文利用自行设计的实验室小型厌氧发酵装置,对实验动物中的清洁级(CL)wistar大鼠和普通级(CV)科研用实验兔粪便厌氧发酵进行了系统研究和分析,首先对这两种实验动物粪便的厌氧发酵原料特性进行了考察,在此基础上,进行了各恒温条件下,不同发酵料液总固体浓度的单因素试验分析,得到了初步优化因素条件,继而又对清洁级(CL)wistar大鼠粪便开展了以温度、总固体浓度和碳氮比为考察因素的3因素3水平的厌氧发酵正交试验,从而获得了其厌氧发酵的更优条件。本文的主要研究内容和研究成果如下:(1)实验动物生活在无菌环境下,且其食物原料与其他动物都有所区别,因此其粪便的组成成分也有所差异,碳氮比是影响厌氧发酵的主要因素之一。经过对其原料特性进行分析后,得知wistar大鼠粪便的碳氮比为14:1;科研用实验兔粪便的碳氮比为21:1。在进行单因素试验时候,我们选用经过大量试验证明的厌氧发酵的最佳碳氮比25:1进行试验。由于上述两种实验动物粪便的碳氮比均小于25:1,用碳氮比较大的秸秆与其混合进行调和成碳氮比为25:1的混合发酵原料进行厌氧发酵。(2)以wistar大鼠粪便和秸秆为发酵原料进行混合发酵时,接种量定值30%的条件下,进行了恒温下30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的实验,每个恒温条件下又进行了总固体浓度为8%、10%、12%、14%、16%、18%的实验。实验结果表明,各实验组均能正常进行厌氧发酵,并且均有甲烷气体生成。试验结果表明,在恒温35℃条件下,总固体浓度为18%的实验组日产气量最大,为331mL;在恒温35℃条件下,总固体浓度为18%的实验组的累积产气量最大,为7557mL;在恒温35℃条件下,总固体浓度为18%的实验组的平均甲烷含量最大,为53.93%。(3)通过对以wistar大鼠粪便和秸秆混合为厌氧发酵的原料的单因素试验结果分析可知,最适温度为35℃。由此可见且以wistar大鼠粪便和秸秆混合为厌氧发酵的原料更适宜在中温35℃下进行厌氧发酵。且厌氧发酵料液的总固体浓度不宜过低,如果厌氧发酵料液体总固体浓度偏低,由于发酵料液总固体浓度偏低会导致厌氧发酵所需要的各类微生物菌由于生长繁殖所必须的营养物质提供不足,使微生物菌群的代谢活动不活跃,从而影响产气量和甲烷含量。(4)以科研用实验兔粪便与秸秆混合为发酵原料进行厌氧发酵时候,厌氧发酵并没有正常进行,且没有甲烷气体生成。初次试验和二次经过预处理的试验均没有使得厌氧发酵正常进行,研究发现,这两次试验厌氧发酵均没有进行,是因为随着厌氧发酵的进行产生的酸并没有得到中和,由于pH值过低,导致了厌氧发酵的进行,这应该与发酵原料的原料特性应该有一定关系。由此可知,pH值也是影响厌氧发酵进行的重要因素之一。(5)通过对以wistar大鼠粪便和秸秆混合为厌氧发酵的原料时的正交试验的数据分析可知,对wistar大鼠粪便和秸秆混合厌氧发酵产气量影响的因素主次顺序为:温度A总固体浓度B碳氮比C;,对wistar大鼠粪便和秸秆混合厌氧发酵平均甲烷含量影响的主次顺序依次为:温度A碳氮比C总固体浓度B。最终得到了wistar大鼠粪便和秸秆混合厌氧发酵的的最优试验方案:恒温35℃,碳氮比为25:1,发酵料液总固体浓度为18%。
[Abstract]:This paper makes a systematic research and analysis on the anaerobic fermentation of feces of experimental animals . The results are as follows : ( 1 ) The experimental animal ' s excrement is treated with anaerobic fermentation . The experimental results showed that the optimum temperature was 35 鈩，

本文编号：1737970