強化預(yù)處理對豬場廢水厭氧發(fā)酵過程的影響.pdf

1、中國是世界上第一養(yǎng)豬大國，養(yǎng)豬業(yè)已成為我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。上世紀(jì)九十年代以來，隨著養(yǎng)豬業(yè)迅猛發(fā)展，我國的養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)方式已從傳統(tǒng)的小規(guī)模飼養(yǎng)向大型規(guī)模化集約化養(yǎng)殖方向轉(zhuǎn)變。但與此同時也帶來了因糞污大量集中排放與資源環(huán)境之間的突出矛盾。厭氧生物技術(shù)是目前我國養(yǎng)豬廢水處理的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)有的畜禽厭氧生物處理技術(shù)研究往往僅停留在研究脫氮、除磷、化學(xué)需氧量（COD）的去除效率和產(chǎn)氣率等的工藝參數(shù)方面，而對于好氧酸化處理增強厭氧發(fā)酵體系

2、的過程方面研究比較匱乏。本研究運用了現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)對外源微生物進(jìn)行了系統(tǒng)的鑒定，通過梯度變性凝膠電泳(DGGE)、16SrDNA文庫分析等分子生物學(xué)技術(shù)和細(xì)菌篩選、分離鑒定解析了養(yǎng)豬廢水厭氧生物處理的酸化預(yù)處理對系統(tǒng)啟動時的影響。為實現(xiàn)養(yǎng)豬廢水厭氧生物高效處理、可控運行提供理論和實踐依據(jù)。
　　實驗采用了意大利ABT公司通過發(fā)酵工藝得到了外源菌粉，采用DGGE和16SrDNA的文庫構(gòu)建分析了該菌粉中的主要菌體構(gòu)成。通過16Sr

3、DNA分析得到了223個陽性克隆子，DGGE分析得到10條條帶切膠后對其中的DNA進(jìn)行回收后測序。經(jīng)過測序分析結(jié)果表明，微生物群落組成為不動桿菌（Acinetobacter）、異常海桿菌（Marinobacter）、假單胞菌（Pseudomonadaceae）、芽孢桿菌（Bacillaceae）和纖維弧菌（Cellvibrio）。通過223個克隆子構(gòu)建的基因文庫中不動桿菌（Acinetobacter）占50.2％、異常海桿菌（Marin

4、obacter）占19.73%、假單胞菌（Pseudomonadaceae）占19.73%、芽孢桿菌（Bacillaceae）和纖維弧菌（Cellvibrio）各占9.86%。文庫分析和DGGE測序所得結(jié)果一致。
　　以現(xiàn)有生產(chǎn)廢水及處理污泥為原材料，實驗室模擬建立好氧輔助及厭氧反應(yīng)器，確定了污泥提升好氧酸化效果有助于提高厭氧甲烷產(chǎn)量，為啟動主反應(yīng)器提供參數(shù)；以現(xiàn)有生產(chǎn)廢水啟動運行主反應(yīng)器系統(tǒng)。通過投加外源菌粉與投加滅活的外源菌粉

5、以及原水在相同條件下進(jìn)行對比，在好氧條件下投加菌粉后原水的揮發(fā)性脂肪酸可以提升到1400mg/L，并將厭氧沼氣產(chǎn)量最大值從99.2mL提高了350mL，厭氧啟動時間縮短了4天，且最終出水COD在小試反應(yīng)器9天后滿足好氧處理的條件。
　　將菌粉中可培養(yǎng)的降解細(xì)菌進(jìn)行分離與富集。采用了不同的富集培養(yǎng)基，第一次富集得到了不動桿菌和假單胞菌，第二次富集得到芽孢桿菌。將兩次富集的細(xì)菌以及菌粉還有菌粉轉(zhuǎn)接液，對現(xiàn)有的廢水進(jìn)行酸化。實驗發(fā)現(xiàn)外源

6、細(xì)菌的投加對揮發(fā)性脂肪酸的提高作用較明顯，且最高可以達(dá)到2000mg/L。同時，投加外源細(xì)菌后只需4小時即可達(dá)到酸化的效果最佳效果，而未加外源細(xì)菌的原水揮發(fā)性脂肪酸增加不明顯。對酸化效果較好的菌群利用16S rDNA進(jìn)行分子鑒定，結(jié)果表明兩株菌分別為水解淀粉芽孢桿菌和臘樣芽孢桿菌，通過對該兩種芽孢桿菌的生理生化特性進(jìn)行研究，檢測到兩種菌株可以產(chǎn)生酪蛋白酶和過氧化氫酶等胞外酶。IMViC實驗結(jié)果表明，兩個菌株均不產(chǎn)吲哚但C3菌株可以分解含