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不同温度牛鸡混合粪厌氧发酵性能的研究
作 者: 许洪伟
导 师: 李杰
学 校: 东北农业大学
专 业: 动物营养与饲料科学
关键词: 温度 牛粪 鸡粪 混合比例 厌氧消化性能
分类号: X713
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
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引 用: 3次
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内容摘要
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。
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全文目录
中文摘要 8-10 英文摘要 10-12 1 引言 12-22 1.1 畜禽废弃物的产生及危害 12-13 1.2 厌氧处理畜禽废弃物的研究现状 13-16 1.2.1 国外厌氧处理畜禽废弃物的研究现状 13-15 1.2.2 国内厌氧处理畜禽废弃物的研究现状 15-16 1.3 厌氧消化的原理 16-17 1.3.1 厌氧消化的生化阶段 16 1.3.2 厌氧生物处理的微生物生态学关系 16-17 1.4 厌氧发酵条件控制 17-20 1.4.1 温度 17-18 1.4.2 基料的营养比例与营养特性 18-19 1.4.3 适宜的酸碱度 19-20 1.5 研究目的与意义 20-22 2 实验材料与方法 22-34 2.1 实验装置 22-23 2.2 试验仪器设备与药品试剂 23 2.3 污泥驯化 23-24 2.4 发酵原料的配比 24 2.5 实验方法 24-25 2.5.1 25℃厌氧消化试验 24-25 2.5.2 30℃厌氧消化试验 25 2.5.3 35℃厌氧消化试验 25 2.6 测定指标与方法 25-33 2.6.1 牛鸡粪营养物质成分指标的测定与方法 25-29 2.6.2 牛鸡粪厌氧消化指标的测定与方法 29-33 2.7 统计方法 33-34 3 实验结果 34-48 3.1 不同混合比例牛鸡粪在25℃厌氧消化性能的研究 34-39 3.1.1 25℃厌氧消化试验挥发性脂肪酸含量 34-35 3.1.2 25℃厌氧消化试验的pH值 35 3.1.3 25℃厌氧消化试验的沼气产量 35-36 3.1.4 25℃厌氧消化试验的甲烷含量 36-37 3.1.5 25℃厌氧消化试验的总COD去除率 37-38 3.1.6 25℃厌氧消化试验的厌氧菌数量 38-39 3.2 不同混合比例牛鸡粪在30℃厌氧消化性能的研究 39-43 3.2.1 30℃厌氧消化试验挥发性脂肪酸含量 39 3.2.2 30℃厌氧消化试验的pH值 39-40 3.2.3 30℃厌氧消化试验的沼气产量 40-41 3.2.4 30℃厌氧消化试验的甲烷含量 41-42 3.2.5 30℃厌氧消化试验的总COD去除率 42 3.2.6 30℃厌氧消化试验的厌氧菌数量 42-43 3.3 不同混合比例牛鸡粪在35℃厌氧消化性能的研究 43-48 3.3.1 35℃厌氧消化试验挥发性脂肪酸含量 43-44 3.3.2 35℃厌氧消化试验的pH值 44-45 3.3.3 35℃厌氧消化试验的沼气产量 45 3.3.4 35℃厌氧消化试验的甲烷含量 45-46 3.3.5 35℃厌氧消化试验的总COD去除率 46-47 3.3.6 35℃厌氧消化试验的厌氧菌数量 47-48 4 讨论 48-54 4.1 不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的pH值 48-49 4.2 不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的沼气产量 49-50 4.3 不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的甲烷含量 50-51 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 51-52 4.5 不同温度厌氧处理不同混合比例牛鸡粪的VFA含量 52 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 52-54 5 结论 54-56 致谢 56-57 参考文献 57-63 攻读学位期间发表的学术论文 63
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 农业废物处理与综合利用 > 畜牧业
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