強化預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)已成為我國農業(yè)和農村經濟的重要組成部分。上世紀九十年代以來，隨著養(yǎng)豬業(yè)迅猛發(fā)展，我國的養(yǎng)豬業(yè)生產方式已從傳統(tǒng)的小規(guī)模飼養(yǎng)向大型規(guī)?；s化養(yǎng)殖方向轉變。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。厭氧生物技術是目前我國養(yǎng)豬廢水處理的關鍵技術?，F有的畜禽厭氧生物處理技術研究往往僅停留在研究脫氮、除磷、化學需氧量（COD）的去除效率和產氣率等的工藝參數方面，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。本研究運用了現代分子生物學技術對外源微生物進行了系統(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技術和細菌篩選、分離鑒定解析了養(yǎng)豬廢水厭氧生物處理的酸化預處理對系統(tǒng)啟動時的影響。為實現養(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。
　　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的文庫構建分析了該菌粉中的主要菌體構成。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進行回收后測序。經過測序分析結果表明，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測序所得結果一致。
　　以現有生產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器，確定了污泥提升好氧酸化效果有助于提高厭氧甲烷產量，為啟動主反應器提供參數；以現有生產廢水啟動運行主反應器系統(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)的降解細菌進行分離與富集。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。將兩次富集的細菌以及菌粉還有菌粉轉接液，對現有的廢水進行酸化。實驗發(fā)現外源

6、細菌的投加對揮發(fā)性脂肪酸的提高作用較明顯，且最高可以達到2000mg/L。同時，投加外源細菌后只需4小時即可達到酸化的效果最佳效果，而未加外源細菌的原水揮發(fā)性脂肪酸增加不明顯。對酸化效果較好的菌群利用16S rDNA進行分子鑒定，結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行研究，檢測到兩種菌株可以產生酪蛋白酶和過氧化氫酶等胞外酶。IMViC實驗結果表明，兩個菌株均不產吲哚但C3菌株可以分解含