液固聯(lián)合秸稈沼氣干發(fā)酵微生物適應(yīng)性研究

【摘要】：本文對沼氣發(fā)酵微生物熒光原位雜交（FISH）定量的樣品處理方法進(jìn)行了優(yōu)化，研究了不同接種物種類、接種量和發(fā)酵基質(zhì)初始含水量對沼氣干發(fā)酵過程中微生物群落結(jié)構(gòu)變化及發(fā)酵特性的影響，探討了以液態(tài)沼氣發(fā)酵的殘余物為接種物進(jìn)行秸稈沼氣干發(fā)酵時微生物的適應(yīng)性，為進(jìn)一步優(yōu)化液固聯(lián)合秸稈沼氣干發(fā)酵工藝，提高產(chǎn)氣效率提供了一定的理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下： 1. FISH檢測沼氣干發(fā)酵細(xì)菌的超聲波條件優(yōu)化。為了進(jìn)一步提高FISH定量沼氣干發(fā)酵基質(zhì)中微生物的準(zhǔn)確性，通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)，研究了樣品預(yù)處理的超聲波功率和處理時間對熒光原位雜交圖片中熒光信號的豐度、亮度和均勻度的影響。結(jié)果表明，最佳的超聲波破碎功率為200w，破碎時間為100s。經(jīng)過最佳條件的超聲處理后，F(xiàn)ISH圖片的豐度比以前未使用超聲波處理的樣品提高了124%左右，亮度和均勻程度也均顯著提高。 2.不同種類接種物中微生物菌群在玉米秸稈沼氣干發(fā)酵過程中的適應(yīng)性研究。分別以液態(tài)沼氣發(fā)酵的殘余物（接種物1）和干發(fā)酵的沼渣（接種物2）為接種物進(jìn)行液固聯(lián)合沼氣干發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：以液態(tài)發(fā)酵的沼渣為接種物時，沼氣干發(fā)酵過程的啟動速率及產(chǎn)氣總量均明顯優(yōu)于以干發(fā)酵沼渣為接種物的發(fā)酵罐，其不同階段的菌群結(jié)構(gòu)、含量等均正常，甲烷菌生長未收到酸抑制。以干發(fā)酵殘?jiān)鼮榻臃N物進(jìn)行沼氣干發(fā)酵時，pH迅速下降，第6天時已降低至5.86，明顯低于甲烷菌生長所需pH6.8-7.2范圍，導(dǎo)致甲烷菌生長緩慢，引起發(fā)酵失敗。 3.接種物種類和接種量對液固聯(lián)合沼氣干發(fā)酵特性的影響。以玉米秸稈為原料，分別接種兩種不同的接種物（接種物1和接種物2）進(jìn)行液固聯(lián)合沼氣干發(fā)酵試驗(yàn)。玉米秸稈和接種物之比（F/I，基于可揮發(fā)性固形物VS）分別為1、3和5。結(jié)果表明：接種濕發(fā)酵沼渣的發(fā)酵罐的產(chǎn)氣啟動速率及產(chǎn)氣總量均比以干發(fā)酵沼渣為接種物的發(fā)酵罐好。以液態(tài)沼氣的沼渣做接種物時，接種量F/I=1、3、5時的總產(chǎn)氣量差異不顯著（P0.05）；用干發(fā)酵沼渣做接種物時，接種量F/I=1時產(chǎn)氣效果較好，產(chǎn)氣總量為66.9L/kg/vs，比F/I=3的發(fā)酵罐提高了135.3%；而F/I=5的的處理在第10天時pH已降低至5.45，導(dǎo)致過度酸化，從而引起發(fā)酵失敗。 4.接種物中影響沼氣干發(fā)酵進(jìn)程的關(guān)鍵特性分析。以接種物1為接種物，接種總量F/I=3。對部分的接種物進(jìn)行高溫滅菌處理，使原料與具有微生物活性的接種物之比分別為F/I=4和5，將接種量F/I=4和5做為對照組，研究了接種物的菌群含量和堿度對沼氣干發(fā)酵產(chǎn)氣特性和菌群變化的影響，對接種物中影響液固聯(lián)合沼氣干發(fā)酵進(jìn)程的關(guān)鍵因子進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：接種量為F/I=3、4、5以及部分滅菌的情況下的液固聯(lián)合沼氣干發(fā)酵均能產(chǎn)氣，接種量越高發(fā)酵初期的產(chǎn)氣越快，發(fā)酵過程較好；F/I=3、4、5的甲烷濃度和產(chǎn)氣總量無明顯差異（P0.05）。但F/I=3（滅菌25%）和F/I=3（滅菌40%）的總產(chǎn)氣量和堿度高于F/I=3、4、5，其中F/I=3（滅菌40%）的總產(chǎn)量最高為80.1L/kg/vs，其次是F/I=3（滅菌25%），為77.9L/kg/vs。因此說明對于厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣情況來說，微生物的作用明顯小于堿度的作用。 5.初始含水量對液固聯(lián)合沼氣干發(fā)酵微生物適應(yīng)性的影響。以接種物1為接種物，研究了基質(zhì)特性與微生物菌群之間的關(guān)系。結(jié)果表明：含水量為65%、70%、75%和80%時液固聯(lián)合沼氣厭氧干發(fā)酵均可順利啟動；含水量不同對沼氣干發(fā)酵的啟動時間、產(chǎn)甲烷周期和總產(chǎn)氣量影響不同。含水量越低，啟動越早、周期越長，最佳含水量為80%，其產(chǎn)氣總量為44.2L/kg/vs，比含水量為35%的高9.7%。 【關(guān)鍵詞】：沼氣 干發(fā)酵 玉米秸稈 微生物
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ920.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 課題研究主要內(nèi)容16-18
• 第二章 FISH 檢測沼氣干發(fā)酵細(xì)菌的超聲波條件優(yōu)化18-29
• 2.1 引言18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法19-23
• 2.2.1 沼氣干發(fā)酵樣品19
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑19-20
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器20-21
• 2.2.4 超聲波處理21
• 2.2.5 單因素實(shí)驗(yàn)21
• 2.2.6 正交試驗(yàn)21-22
• 2.2.7 FISH 技術(shù)對樣品處理22-23
• 2.2.8 統(tǒng)計分析23
• 2.3 結(jié)果與討論23-28
• 2.3.1 超聲功率對微生物計數(shù)的影響23-25
• 2.3.2 破碎時間對微生物計數(shù)的影響25-26
• 2.3.3 正交試驗(yàn)26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 接種物種類對沼氣干發(fā)酵微生物適應(yīng)性的影響29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法29-33
• 3.2.1 試驗(yàn)材料29-30
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑30
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)所用儀器30
• 3.2.4 沼氣干發(fā)酵處理方法30-31
• 3.2.5 指標(biāo)測定方法及微生物分析31-33
• 3.3 結(jié)果與討論33-40
• 3.3.1 基于微生物數(shù)量接種量33-36
• 3.3.2 接種量基于物料與接種之比36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 接種量對沼氣干發(fā)酵微生物適應(yīng)性的影響41-49
• 4.1 引言41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法41-42
• 4.2.1 試驗(yàn)材料41-42
• 4.2.2 沼氣干發(fā)酵處理方法42
• 4.2.3 指標(biāo)測定方法及微生物分析42
• 4.3 結(jié)果與討論42-47
• 4.3.1 接種量對沼氣干發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響42-44
• 4.3.2 接種量對物料特性的影響44-45
• 4.3.3 接種量對發(fā)酵過程中菌群變化的影響45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 初始含水量對沼氣干發(fā)酵微生物適應(yīng)性的影響49-56
• 5.1 前言49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法49-50
• 5.2.1 試驗(yàn)材料49
• 5.2.2 沼氣干發(fā)酵處理方法49-50
• 5.2.3 指標(biāo)測定方法及微生物分析50
• 5.3 結(jié)果與討論50-55
• 5.3.1 初始含水量對沼氣干發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響50-52
• 5.3.2 初始含水量對物料特性的影響52-53
• 5.3.3 初始含水量對發(fā)酵過程中菌群變化的影響53-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 結(jié)論與展望56-59
• 6.1 結(jié)論56-57
• 6.2 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-68
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

大中型沼氣工程工藝流程·發(fā)酵原料及其產(chǎn)物測試分析    郝元元;劉榮厚;

我國農(nóng)村戶用型沼氣的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析    高云超;鄺哲師;潘木水;黃小光;陳薇;葉明強(qiáng);徐志宏;張名位;肖更生;

不同接種物對牛糞高溫厭氧發(fā)酵的影響    張翔;余建峰;劉金盾;張浩勤;張紹東;

不同接種量對稻稈厭氧發(fā)酵特性的影響    李文哲;徐名漢;羅立娜;

接種物對農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵的影響研究    顧禹;

沼氣發(fā)酵菌種與發(fā)酵原料濃度對沼氣產(chǎn)氣的影響    董宜勝;

沼氣發(fā)酵液的pH值測量    尹璐;胡瑤玫;戴華兵;諸剛;

腐植酸發(fā)酵形成黃腐酸的周期及其規(guī)律的研究    邊文驊,董敬華,彭立鳳,邊志敏

含水量對牛糞和玉米秸稈干式厭氧發(fā)酵的影響    張苗蕾;張從良;李順義;李紅麗;王巖;

沼渣培育蘑菇試驗(yàn)初報    蘭劍鋒,易煜輝,溫先陽

安徽省農(nóng)村戶用沼氣發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題與發(fā)展建議    劉偉偉;馬歡;朱德泉;夏萍;王繼先;伍德林;

有機(jī)固體廢棄物厭氧發(fā)酵處理的研究進(jìn)展    左秀錦;鞏瀟;曹建明;蘇榮梅;王永波;

沼肥對土壤和作物的影響研究現(xiàn)狀    高紅莉;郝民杰;趙風(fēng)蘭;

孝感市新農(nóng)村建設(shè)生活污水處理方法研究    郭波;毛國強(qiáng);楊子江;李兵;

中溫下3種落葉厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量研究    孫樹貴;任廣鑫;翟寧寧;王諾菡;霍敏;

玉米秸稈在沼氣生產(chǎn)中的利用研究進(jìn)展    宗文明;曹成茂;邱磊;楊智良;劉偉偉;

利用微生物處理技術(shù)發(fā)酵產(chǎn)沼氣的研究進(jìn)展    高星愛;李楠;黃梟;趙新穎;張永峰;

沼肥與化肥配施對馬鈴薯生長及產(chǎn)量的影響    趙新穎;黃梟;高星愛;解嬌;祝延立;

我國沼氣發(fā)展的機(jī)遇與制約    成春春;曹建芳;

不同吸附劑對棉花秸稈沼氣發(fā)酵效率的影響研究    王永澤;邵明勝;楊立;李冬生;王金華;

微量金屬元素對農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧消化的作用    潘云霞;

豬糞添加對秸稈一體化兩相厭氧產(chǎn)氣的影響    董保成;陳羚;張玉華;趙立欣;萬小春;高新星;張旭東;羅娟;

消毒劑對養(yǎng)殖場糞污產(chǎn)沼氣的影響    張京景;蘇有勇;孔琳;陳飛;李昊;

接種物、pH值、曝氣對秸稈兩相厭氧消化的影響    朱瑾;葉小梅;常志州;許智;杜靜;

沼氣中CO_2含量對沼氣灶性能的影響及對策研究    戴萬能;秦朝葵;楊賢潮;馬飛;

牛糞厭氧發(fā)酵的活性污泥回流試驗(yàn)研究    夏吉慶;李文哲;李惠強(qiáng);

秸稈沼氣工程工藝參數(shù)探討    段娜;林聰;侯錦;趙凱;趙廷莊;

仔豬胃腸道微生物區(qū)系發(fā)育規(guī)律及其調(diào)控    朱偉云;姚文;毛勝勇;

接種量對牛糞厭氧干發(fā)酵的影響    郭亮;馬傳杰;花日茂;

PCR-DGGE技術(shù)研究榮昌豬、長白豬、杜洛克豬腸道微生物群落多樣性    曾志光;王紅寧;高榮;唐俊妮;管仲兵;

大棚蔬菜連作障礙機(jī)理研究    閔紅

中國農(nóng)村戶用沼氣區(qū)域適宜性與可持續(xù)性研究    陳豫

沼氣高效厭氧發(fā)酵的條件及產(chǎn)氣效應(yīng)研究    楚莉莉

水解酶預(yù)處理對城市有機(jī)生活垃圾厭氧消化的影響    李建昌

豬源乳酸桿菌的篩選及其對仔豬腸道黏膜免疫影響的研究    張錦華

絞股藍(lán)皂甙對山羊瘤胃菌群及微生物發(fā)酵特性和甲烷產(chǎn)量的影響    王新峰

大豆苷元對斷奶和食物過敏動物消化道的影響及TLRs在感染進(jìn)程中的表達(dá)    陸揚(yáng)

水葫蘆厭氧發(fā)酵特性及工藝技術(shù)研究    葉小梅

生物預(yù)處理玉米秸稈厭氧干發(fā)酵特性及沼渣基質(zhì)利用的研究    趙玲

一株新的水稻植物內(nèi)生固氮細(xì)菌Delftia tsuruhatensis HR4的鑒定及其生物學(xué)特性    韓繼剛

已建池農(nóng)戶沼氣消費(fèi)偏好的影響因素分析    王維薇

沼渣利用下溫室番茄及土壤環(huán)境對水氮耦合的響應(yīng)    謝景歡

堆肥中產(chǎn)纖維素酶真菌的篩選、產(chǎn)酶條件及應(yīng)用研究    楊友坤

河北省圍場縣農(nóng)村沼氣推廣應(yīng)用研究    趙增偉

凌源市農(nóng)村沼氣能源發(fā)展研究    張鑫

稻草預(yù)處理技術(shù)與產(chǎn)氣特性的實(shí)驗(yàn)研究    李國順

蛋白水平及飼喂量對早期斷奶羔羊生長性能及消化代謝的影響    岳喜新

鈍頂螺旋藻對沼液的處理與利用    夏旗

戶用沼液泵的研究與開發(fā)    沈文金

太陽能加熱的恒溫沼氣池產(chǎn)氣性能實(shí)驗(yàn)研究    柏建華

高效沼氣微生物菌劑的冬季產(chǎn)氣試驗(yàn)    姚利;王艷芹;袁長波;張昌愛;

沼氣發(fā)酵菌種與發(fā)酵原料濃度    李祥志;

接種物數(shù)量對沼氣產(chǎn)氣量的影響    趙洪;鄧功成;高禮安;李靜;馬媛;李永波;俸才軍;張林;楊世凱;黎嬌凌;

pH值對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響    王永澤;邵明勝;王志;陳雄;李冬生;王金華;

不同來源污泥對玉米秸稈固態(tài)厭氧發(fā)酵的影響    崔鳳杰;汪宇研;李向菲;周宇光;陳華友;孫文敬;黃達(dá)明;

瘤胃微生物不同種群對小麥秸體外降解的研究    吳宏忠,丁曉娟,胡真虎,張偉力

AD693在一體化溫度變送器中的應(yīng)用    任玉珍;劉玉嬋;

長江三角洲地表水環(huán)境污染規(guī)律及調(diào)控對策    陳振樓,許世遠(yuǎn),徐啟新,胡雪峰,俞立中

接種量對牛糞分離液厭氧發(fā)酵特性影響    關(guān)正軍;李文哲;鄭國香;畢蘭平;

影響反芻動物對纖維素消化利用的幾種因素    安娟,趙小剛

北方農(nóng)村能源生態(tài)模式沼氣發(fā)酵原料及其產(chǎn)物特性的測試與分析    劉榮厚;趙玲;武麗娟;

基于提高麥秸厭氧消化性能的堿預(yù)處理方法研究及工程應(yīng)用    龐云芝

有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵特性的研究    周嶺

畜禽糞便厭氧干發(fā)酵處理攪拌反應(yīng)器的研究設(shè)計    甘如海

沼氣發(fā)酵生態(tài)系統(tǒng)與殘留物綜合利用技術(shù)研究    王金花

農(nóng)村沼氣發(fā)酵及其殘余物的主要化學(xué)成分評價    謝濤

規(guī)模化干法沼氣發(fā)酵技術(shù)及裝備的研究與示范    趙國明

沼氣發(fā)酵微生物代謝調(diào)控技術(shù)研究    馬詩淳

玉米秸稈干發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝試驗(yàn)研究    武少菁

生物預(yù)處理對規(guī)?；噹焓礁砂l(fā)酵的影響    曲浩麗;朱德文;杜靜;李瑞容;陳明江;吳愛兵;陳永生;

農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用新方向—沼氣干發(fā)酵技術(shù)    李想;趙立欣;韓捷;向欣;

麥秸中溫厭氧干發(fā)酵技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究    黃俊;何予鵬;牛俊玲;李劉杰;張全國;

沼氣干發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展    李強(qiáng);曲浩麗;承磊;張?jiān)骑w;賀靜;陳永生;尹小波;

干發(fā)酵對稻草結(jié)構(gòu)及產(chǎn)沼氣的影響    梁越敢;鄭正;汪龍眠;羅興章;張繼彪;羅艷;

牛糞單級干發(fā)酵產(chǎn)氣中試研究    馮磊;李潤東;

常溫條件下豬糞干發(fā)酵的啟動    劉剛金;鄧良偉;陳子愛;劉刈;劉越;顧新嬌;

農(nóng)村沼氣干發(fā)酵工藝要點(diǎn)    邊文驊;馬文元;吳榮勛;

自動排料沼氣干發(fā)酵裝置    葉森;魏吉山;趙哈樂;李修海;于天德;

淺談秸稈預(yù)處理在干發(fā)酵制沼氣生產(chǎn)中的研究進(jìn)展    張韌;李清秀;劉紹鵬;

接種量對牛糞厭氧干發(fā)酵的影響    郭亮;馬傳杰;花日茂;

大興在全國首家應(yīng)用沼氣干發(fā)酵技術(shù)    通訊員 于鐵

好項(xiàng)目尚需政策扶一把    本報記者 曹培鋒　周迎久

生物預(yù)處理玉米秸稈厭氧干發(fā)酵特性及沼渣基質(zhì)利用的研究    趙玲

小麥秸稈中溫厭氧干發(fā)酵氣肥潛力實(shí)驗(yàn)研究    黃俊

稻稈干發(fā)酵制沼氣工藝參數(shù)的研究    郭萃萍

戶用沼氣池秸稈干發(fā)酵技術(shù)研究    全桂香

豬糞干發(fā)酵物料流動性及其影響因素    劉剛金

不同預(yù)處理方法對玉米秸稈厭氧干發(fā)酵影響的比較研究    卞永存

濃度波擴(kuò)散模型在玉米秸稈厭氧干發(fā)酵中的應(yīng)用    張國康

基于FISH技術(shù)的秸稈干發(fā)酵中微生物動態(tài)變化的研究    申瑞霞

豬糞厭氧干發(fā)酵工藝研究及其效益分析    朱圣權(quán)

玉米秸稈干發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝試驗(yàn)研究    武少菁

沼液堆漚玉米秸稈厭氧干發(fā)酵試驗(yàn)與機(jī)理研究    李偉