不同温度牛鸡混合粪厌氧发酵性能的研究

摘要

近年来，我国畜牧业发展迅速，畜禽养殖数量和规模不断扩大，在养殖业为人民生活提供丰富肉、蛋、奶的同时，畜禽粪的产量也不断增加和集中。远远超过了自然分解能力，严重的污染环境。畜禽粪厌氧处理不仅减少其对环境的污染，同时还可以获得能源——沼气。因此厌氧处理畜禽粪对消除环境污染有着重要意义。 在低温条件下，鸡粪厌氧发酵容易受到抑制，所以本试验在25℃、30℃和35℃温度条件下，把牛粪和鸡粪按照实测的碳氮比例进行混合，通过对不同混合比例牛鸡粪的厌氧消化性能的研究，同时结合我省(黑龙江)的寒冷气候条件，来筛选适合中、低温厌氧消化的牛鸡粪混合比例，为牛鸡粪的高效厌氧处理技术提供参数依据，从而减轻畜禽粪便对环境的污染。 本实验采用单相厌氧发酵工艺，分别在25℃、30℃和35℃条件下，对厌氧发酵浓度为5.5％的纯鸡粪(牛鸡粪0：1)、鸡粪中添加一半的牛粪(牛鸡粪1：1)、鸡粪中添加三分之二的牛粪(牛鸡粪2：1)和纯牛粪(牛鸡粪1：0)进行了厌氧消化性能的研究。实验结果如下： (1)在25℃、30℃和35℃条件下进行发酵时，纯鸡粪、鸡粪中添加一半的牛粪、鸡粪中添加三分之二的牛粪和纯牛粪进行厌氧发酵时，随着发酵温度的升高，发酵料液的pH值降到最低点的时间随之提前，升高幅度随之加大；但在25℃条件下，纯鸡粪进行厌氧发酵时，pH值一直呈下降趋势，降到6.0以下，此时的pH值不适合纯鸡粪的厌氧消化系统的运行，但在鸡粪中添加一半和三分之二牛粪后，厌氧消化系统可以正常运行。 (2)通过添加一半和三分之二的牛粪调整的鸡粪发酵料液，在25℃、30℃和35℃条件下发酵时，沼气产量均非常显著的高于纯鸡粪和纯牛粪发酵的沼气产量；在25℃和30℃条件下时，在鸡粪中添加三分之二牛粪的发酵料液的沼气产量提高的幅度大；但在35℃时，添加一半牛粪的发酵料液的沼气产量提高的幅度大。并且随着发酵温度的升高，发酵料液的沼气产量达到高峰的时间随之缩短，并且总沼气产量也随之增加。 (3)在25℃、30℃和35℃条件下，纯鸡粪、鸡粪中添加一半牛粪、添加三分之二牛粪和纯牛粪厌氧发酵时，随着发酵温度的升高，发酵料液的COD去除率也随着增加：当温度从25℃升至30℃时，COD的去除趋势最大，当进一步升高到35℃，COD的去除趋势有所降低；并且随着鸡粪中添加牛粪量的增多，总COD随着温度的升高去除趋势越大。 (4)温度和厌氧发酵原料的营养成分对厌氧菌的代谢和繁殖有显著影响。在25℃、30℃和35℃温度条件下，随着温度的升高，纯鸡粪、鸡粪中添加一半牛粪、添加三分之二牛粪和纯牛粪的厌氧菌数量也随之增加，但当温度从25℃升至至30℃时，厌氧菌的增加数量小于温度从30℃升至35℃；并且随着鸡粪中添加牛粪量的增多，厌氧菌数量越多。 (5)发酵温度越高，发酵料液的发酵性能越好。但在30℃和35℃条件下时，发酵料液的厌氧消化性能并没有显著差异。所以在节省资源消耗的条件下，30℃是最好的厌氧发酵条件。 (6)纯鸡粪在25℃条件下不能被正常厌氧处理，但在鸡粪中添加一半和三分之二的牛粪后，发酵系统可以正常运行；同时对2个混合比例的牛鸡粪在30℃和35℃条件下的厌氧消化性能的研究发现，以鸡粪中添加三分之二牛粪为原料的发酵料液更适合在25℃、30℃和35℃条件下发酵。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1畜禽废弃物的产生及危害

1.2厌氧处理畜禽废弃物的研究现状

1.2.1国外厌氧处理畜禽废弃物的研究现状

1.2.2国内厌氧处理畜禽废弃物的研究现状

1.3厌氧消化的原理

1.3.1厌氧消化的生化阶段

1.3.2厌氧生物处理的微生物生态学关系

1.4厌氧发酵条件控制

1.4.1温度

1.4.2基料的营养比例与营养特性

1.4.3适宜的酸碱度

1.5研究目的与意义

2实验材料与方法

2.1实验装置

2.2试验仪器设备与药品试剂

2.3污泥驯化

2.4发酵原料的配比

2.5实验方法

2.5.1 25℃厌氧消化试验

2.5.2 30℃厌氧消化试验

2.5.3 35℃厌氧消化试验

2.6测定指标与方法

2.6.1牛鸡粪营养物质成分指标的测定与方法

2.6.2牛鸡粪厌氧消化指标的测定与方法

2.7统计方法

3实验结果

3.1不同混合比例牛鸡粪在25℃厌氧消化性能的研究

3.1.1 25℃厌氧消化试验挥发性脂肪酸含量

3.1.2 25℃厌氧消化试验的pH值

3.1.3 25 ℃厌氧消化试验的沼气产量

3.1.4 25℃厌氧消化试验的甲烷含量

3.1.5 25℃厌氧消化试验的总COD去除率

3.1.6 25℃厌氧消化试验的厌氧菌数量

3.2不同混合比例牛鸡粪在30℃厌氧消化性能的研究

3.2.1 30℃厌氧消化试验挥发性脂肪酸含量

3.2.2 30℃厌氧消化试验的pH值

3.2.3 30℃厌氧消化试验的沼气产量

3.2.4 30℃厌氧消化试验的甲烷含量

3.2.5 30℃厌氧消化试验的总COD去除率

3.2.6 30℃厌氧消化试验的厌氧菌数量

3.3不同混合比例牛鸡粪在35℃厌氧消化性能的研究

3.3.1 35℃厌氧消化试验挥发性脂肪酸含量

3.3.2 35℃厌氧消化试验的pH值

3.3.3 35℃厌氧消化试验的沼气产量

3.3.4 35℃厌氧消化试验的甲烷含量

3.3.5 35℃厌氧消化试验的总COD去除率

3.3.6 35℃厌氧消化试验的厌氧菌数量

4讨论

4.1不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的pH值

4.2不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的沼气产量

4.3不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的甲烷含量

4.4不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的总COD去除率

4.5不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的VFA含量

4.6不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的厌氧菌数量

5结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文