养猪微生物发酵床垫料细菌多样性分析

为揭示养猪微生物发酵床垫料细菌群落的多样性,明确发酵程度对垫料细菌群落结构的影响.本研究基于高通量测序技术分析了微生物发酵床3个发酵等级垫料的细菌群落特征.测序共获得1198467条序列,包括33个门、73纲、272科,600属的细菌,发酵床垫料细菌多样性与发酵等级相关.其中中度发酵垫料细菌数量最多,深度发酵垫料细菌种类最多.拟杆菌门、变形菌门、放线菌门和厚壁菌门是优势菌类群.随着发酵等级的增加,垫料中的葡萄球菌科和皮杆菌科细菌含量减少,说明发酵床可以抑制致病菌,保护养殖健康.在3个发酵阶段,微生物发酵床中起主要降解作用的细菌不同.在轻度发酵时期,黄单胞杆菌科和间孢囊菌科细菌是主要的降解菌群;在中度发酵时期,变形菌门的腐螺旋菌科、拟杆菌门的黄杆菌科、放线菌门的棒状杆菌科和异常球菌-栖热菌门的特吕珀菌科起主要降解作用;在深度发酵时期,厚壁菌门梭菌目瘤胃菌科、拟杆菌门的紫单胞杆菌科、变形菌门的产碱菌科和假单胞菌科起降解作用.随着垫料等级的增加,粪便中的指示菌——瘤胃菌含量增加,可作为垫料更换的信号.PICRUSt分析显示随着发酵等级增加,细菌代谢水平下降.本研究可为发酵床猪粪的生物降解提供理论依据,同时为发酵床垫料的管理与维护提供参考.     

发酵床养猪过程中甲烷的排放及其影响因素

为研究发酵床养猪甲烷排放情况,对南京六合猪场发酵床猪舍内CO2和CH4浓度进行测定,通过二氧化碳平衡法,估算了猪场甲烷排放通量,并分析垫料含水率、p H、温度和有机质的变化,探讨其对CH4排放的影响。结果表明:试验期间舍内CH4和CO2浓度总体上呈升高趋势,CO2平均浓度为894.81 mg/m3,明显低于猪舍环境质量标准推荐的CO2浓度标准(1 500 mg/m3);CH4平均浓度为1.59mg/m3,单只育肥猪平均CH4排放通量变化范围为122.48~162.09 mg/(h·头)或每标准动物单位排放量711.27~1 199.75 mg/(h·AU)。在不同影响因素中,垫料有机质含量是影响舍内甲烷排放量变化的最重要因素(r=0.949,P0.05),有机质含量越高,其甲烷排放潜力越大。     

菌渣-发酵床废弃垫料堆肥中温室气体排放及与微生物的关系

堆肥是处理农业废弃物最适宜的技术之一,但堆肥产生的有害和温室气体排放导致环境污染问题.本研究以生猪养殖发酵床废弃垫料及菌渣为原料,利用强制通风静态堆肥技术研究垫料和菌渣不同配比及添加EM菌剂对堆肥过程温室气体排放和微生物区系的影响.结果表明,不同堆肥处理温室气体排放通量以堆肥前20 d较大,堆肥中后期降低;微生物总量和种类在不同堆肥处理间没有发生显著性变化;CO_2和N_2O排放速率与细菌、真菌和甲烷氧化菌间具有显著的正相关关系.整个堆肥期间,以菌渣为主料并添加EM菌剂的堆肥处理温室气体减排效果最佳,相对其他3个处理温室气体减排0.7%~10.2%.由此认为,以菌渣为主料和通过添加EM菌剂的堆肥方式可以作为降低菌渣-发酵床废弃垫料堆肥过程温室气体排放的策略.     

低温下强化水芹浮床对农村污水的深度处理研究

在低温条件下,利用强化水芹浮床对生物净化槽处理后的崇明岛农村生活污水进行深度处理.研究结果表明,水芹在浮床内保持着较好的生长状态,是一种优越的低温条件下浮床植物;强化水芹浮床由纤维填料和水芹交替分布组合而成,提高了浮床内的微生物浓度,强化了浮床对污染物质的降解作用,从而使其对有机质、氮、磷及悬浮物保持着较好的净化效果,平均出水浓度COD≤40 mg/L,NH4+-N≤10 mg/L,TN≤15 mg/L,TP≤1.0 mg/L.     

不同温度下微生物和纤维素酶对发酵猪粪理化特性的影响

采用恒温发酵培养试验,研究了5℃和25℃时分别接种纤维素酶(X)、枯草芽孢杆菌(K)和EM菌(E)及其组合对新鲜猪粪发酵中的全氮、铵态氮、有机质、p H及微生物数量的影响.结果表明,5℃条件下,猪粪中微生物生长受抑制,细菌、真菌、放线菌数量均明显低于25℃,发酵终期猪粪有机质含量为70%~83%,p H值为7.16~7.36;25℃条件时,发酵终期猪粪有机质含量降至61%~72%,p H值升至8.09~8.94.与对照相比较,25℃下添加微生物和纤维素酶的处理有机质含量降低了2.95%~7.70%(除了K和XE处理),C/N值降低了4.04%~37.59%(除了XK处理),p H值增加了1.7%~26.8%.在总的添加量一致的条件下,发酵剂组合KE、XE、XK、XKE对猪粪发酵的效果优于单一发酵剂的X、K、E处理.     

微生物絮凝剂及与壳聚糖复配处理亚甲基蓝废水

利用屠宰废水为原料制备了微生物絮凝剂,考察了微生物絮凝剂单独使用或与壳聚糖复配使用处理亚甲基蓝废水的性能,并通过响应面分析法优化了复配处理条件.实验结果显示,制备微生物絮凝剂的最佳培养基组分为1L屠宰废水、2g尿素、2g葡萄糖、2g K_2HPO_4、1g KH_2PO_4,在发酵温度35℃、摇床速度150r/min条件下发酵60h后,微生物絮凝剂产量达2.92g/L.对于浓度为20mg/L的亚甲基蓝废水,单独使用微生物絮凝剂处理时,在微生物絮凝剂投加量为15mg/L、废水p H=7的条件下,亚甲基蓝的去除率可达64.9%.响应面分析结果表明,在微生物絮凝剂12.9mg/L,壳聚糖0.07g/L,p H=6的最优复配条件下,亚甲基蓝的去除率达到94.7%,说明微生物絮凝剂与壳聚糖的复配使用显著提高了亚甲基蓝废水的处理效果,达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准.     

污泥干化芦苇床技术述评

污泥干化芦苇床是人工湿地和传统污泥干化床的结合,是一种新型的污泥处理技术。将湿地植物芦苇种植于人工湿地的填料层中,周期性地将污泥布向芦苇床表面,污泥中的水分经填料层以及后形成的污泥层渗透后,通过集水管排出;污泥中的固体物质被截留在床体表面,通过植物的蒸发蒸腾作用和水面蒸发作用进一步脱水和稳定。通过合理的设计和运行,其使用周期可达8¹0年,其后可清空稳定化污泥并进入下一个使用周期。经芦苇床稳定之后,污泥的脱水效果明显,含固率可达到20%10年,其后可清空稳定化污泥并进入下一个使用周期。经芦苇床稳定之后,污泥的脱水效果明显,含固率可达到20%⁶5.7%,综合性能优于离心脱水和压滤脱水;污泥中有机质和营养成分氮磷等指标受污泥来源、运行方式和运行时间的影响,去除效率差异较大。污泥经稳定后,有机质去除率最高可达66.8%,氮去除从负去除到最高去除65.5%,磷去除从负去除到最高去除81%。经芦苇床稳定后,污泥中的有机有害物质多环芳烃可被有效去除,其去除率高出传统污泥干化床29.86%。在对相关文献的主要结果进行总结的基础上,提出了下一步研究和发展的方向。     

VT菌剂对规模养猪场粪便高温堆肥腐熟进程的影响

为分析VT菌剂作为添加材料对农场尺度畜禽粪便高温堆肥腐熟进程的影响,以猪粪和发酵床垫料废弃物为试验材料进行了野外条垛式好氧堆制试验,监测堆肥过程中物料腐熟动态变化。结果表明:添加初始物料鲜质量0.2%的VT菌剂使堆肥49 d有效积温相对提高12%,水分散失速率相对提高46%,有机质累积降解率相对提高4%;VT菌剂的添加对堆肥过程中物料pH值、电导率(EC)、发芽率指数(GI)以及无机氮等腐熟指标变化规律产生了一定程度的影响,但总体影响较不显著;在添加VT菌剂的条件下,猪粪与垫料废弃物条垛式堆肥时间不宜少于35 d。     

聚氨酯生物膜载体处理高氨氮废水的研究

利用NaOH对聚氨酯泡沫塑料进行碱解扩孔处理,研究其作为微生物膜载体应用于曝气生物滤池,处理高氨氮模拟废水的效果。泡沫经ω=8%NaOH溶液处理0.5、1和1.5 h,结果表明:扩孔后的聚氨酯载体在孔隙率、持水倍率等方面都有所提高。碱解0.5 h对聚氨酯处理效果最好,孔隙率达到93.4%,持水倍率达到31.4。碱解扩孔处理聚氨酯泡沫载体亲水性能良好,微生物负载量达到264.35 mg/g,具有较高的微生物负载量。使用扩孔前后的聚氨酯泡沫作为微生物固定化载体用于模拟废水处理时,对于污水各指标的去除效果表明,对COD、NH4+-N等均具有较好的降解性能。     

农业废物处理与综合利用

X712.05200601621生物表面活性剂在农业废物好氧堆肥中的应用/戴芳…(湖南大学环境科学与工程系)∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2005,26(4).-181～185环图X-5以稻草秸秆和麸皮为堆肥原料,鼠李糖脂为促进剂,进行了控温条件下堆肥一次发酵的实验研究。堆肥采用好氧静态堆肥技术,含水率控制在60%～70%,通气量采用时间控制方式,发酵周期18d。实验分析了堆肥过程中有机质、pH值、水溶性有机碳、微生物种群密度、半纤维素酶活、羧甲基纤维素酶活,半纤维素和纤维素含量等指标随时间的变化特征。实验结果表明,堆肥过程中,实验组的有机质降解…     

淀粉酶前处理应用于猪粪沼气发酵的研究

沼气发酵经历了水解、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段,若发酵原料是一些小分子水溶性物质,则产甲烷阶段将是整个过程的限制阶段,若发酵原料为大分子复杂有机物,则第一阶段便成了限制阶段。在实际应用中,沼气发酵的原料通常为复杂的大分子有机物,因此原料的水解反应速度决定了整个沼气发酵过程的速度。为消除水解阶段的限制,提高沼气发酵的效率,本实验尝试采用水解酶前处理技术,在猪粪沼气发酵前,先用淀粉酶预处理。实验结果表明经淀粉酶处理后,猪粪的TS和VS降解率,累积产气量,原料产气潜力,最大容积产气率,与对照组相比有明显的提高,其中经α-淀粉酶和γ-淀粉酶共同处理的TS和VS降解率分别提高了10.84%和11.11%、累积产气量提高了14.71%、原料产气潜力提高了14.7%、最大容积产气率提高了19.79%。     

高水分蔬菜废物和花卉、鸡舍废物联合堆肥的中试研究

以滇池流域的典型农业废物蔬菜、花卉废物和鸡舍废物为原料,进行了不同配比的联合堆肥中试研究.一次发酵采用温度反馈通气量控制的静态好氧堆肥系统,二次发酵采用周期性翻堆自然腐熟.在一次发酵阶段,堆体温度在55℃以上保持至少3d,最高温度达73.3℃,可有效杀灭致病菌;堆体含水率从75%降低到56%,多余水分得到快速去除;有机质从65%降低到50%,pH值稳定在8.二次发酵后堆肥产物的腐熟度和养分分析结果表明,产物稳定性好,养分含量高.通过堆肥工艺的优化控制,蔬菜废物、花卉废物和鸡舍废物联合堆肥可以获得高质量的堆肥产品,废物还田能有效减少固体废物非点源污染、提高土壤肥力.     

猪粪与秸秆协同发酵产热及溶解性有机质的转化特征

采用量热计法和三维荧光光谱,分别对猪粪发酵产热不同阶段温度、热值以及溶解性有机质(DOM)的转化特征进行了研究. 结果表明:在不同C/N(猪糞与芦苇秸秆物料配比)的4组发酵产热试验中,纯猪粪发酵产热温度高于室温时间达到60d,累积热量损失最多达8.862kJ/g,是增温技术最为理想的配比;随着发酵产热的进行,纯猪粪发酵产热样品中类蛋白化合物荧光比值(P_1,n+P_2,n,0.625~0.546)逐渐减少,类富里酸物质荧光比值(P_3,n,0.140~0.173)与类胡敏酸物质荧光比值(P_5,n,0.051~0.097)逐渐增多,腐殖化程度逐渐加强,但是与其他各组相比其腐殖酸类物质增加最少,腐殖化程度最低;不同C/N物料产热过程中,尽管不同区域的荧光强度与热值的相关性不同,但不同C/N物料释放的热量均来源于微生物对简单有机化合物的分解.      

米曲霉协同抗酸化菌剂制备餐厨垃圾氨基酸液态肥

餐厨垃圾全量资源化过程中大分子物质与易降解有机质的同步转化,是制备高品质液态肥的关键. 本文采用自主筛选的抗酸化菌剂和米曲霉协同制备富含氨基酸的液态肥,通过温度、初始pH、菌剂接种量等工艺条件优化,解析大分子物质(有机质、蛋白质、淀粉等)的降解转化特性,阐明微生物群落演替规律. 结果表明:抗酸化菌剂与米曲霉的协同作用可促进餐厨垃圾中大分子物质的有效降解转化,当温度为38 ℃、初始pH为6.5、接种量为1%时,好氧发酵6 d后产物中游离氨基酸浓度显著提高,达到4.09 g/L. 极差分析发现,对产物中游离氨基酸浓度影响的显著性由高到低依次为接种量、温度和初始pH. 微生物群落演替规律分析表明,Bacillus和Aspergillus是发酵过程中的优势微生物,与游离氨基酸浓度具有较强的相关性;Agaricales、Cladosporium、Vibrio在淀粉的降解、溶解性碳水化合物的赋存中起到重要作用. 研究显示,米曲霉协同抗酸化菌剂好氧发酵餐厨垃圾可实现易降解有机质与大分子物质的同步转化,提高产物游离氨基酸含量,为餐厨垃圾高值化利用提供技术支撑.      

竹醋酸在堆肥中的应用

以秸杆、锯末和猪粪为原料,以竹醋酸为添加剂进行静态好氧堆肥试验,分析堆肥过程中温度、pH、有机质、TN等的变化情况,比较不同竹醋酸浓度对堆肥的促进作用。在对腐熟后堆肥的分析表明,适宜的竹醋酸浓度可以促进微生物的活性,缩短达到高温所需的时间;跟空白堆体相比,添加竹醋酸的堆体氮损失率降低10%。     

农业固体废弃物发酵产氢的研究

为了探索不同农业废弃物发酵产氢的能力,研究选取了10种农业生产中的主要固体废弃物:稻草、玉米秆、小麦秆、大麦秆、蚕豆秆、黄豆秆以及猪粪、牛粪、鸡粪、马粪作为原料,采用批量发酵工艺,进行厌氧发酵产氢的研究。结果表明,以乳酸调控发酵料液pH值在4.7～5.5之间,控制体系温度在(25±1)℃可以产生氢气。其中,各原料产氢能力顺序为:猪粪>大麦秆>玉米秆>稻草>蚕豆秆>鸡粪>牛粪>马粪>黄豆秆>小麦秆。     

圆红冬孢酵母利用生物柴油副产物粗甘油产油脂的影响因素分析

以餐饮废油制备生物柴油的副产物粗甘油为碳源,采用圆红冬孢酵母发酵生产微生物油脂。通过对发酵影响因素的优化,确定了最适发酵条件为:种子复苏时长24 h、富集时长10 h、接种量为6%、初始粗甘油浓度为60 g/L、C/N为60、有机氮占总氮比例为75%、发酵体积为100 mL、发酵温度为30 ℃、发酵时间为6 d,在此条件下,获得总产油量为10.56 g/L,油脂产率为0.229。与无机氮源硫酸铵相比,有机氮源蛋白胨的添加显著提高了油脂含量和总产油量。通过测定油脂的脂肪酸成分并利用Hoekman方程估算所得生物柴油的性能指标,表明其符合中国、美国及欧盟标准。该方法既为粗甘油的再利用提供了一条新途径,又为生物柴油的生产提供了廉价的原材料。     

利用泰乐菌素菌渣生产复合酶制剂及效果研究

发酵法生产抗生素过程中会产生大量废弃菌渣,这些菌渣因有机质含量高,堆放极易发生霉变,给当地环境造成危害.文章采用固体发酵法,以微生物降解处理后的泰乐菌素菌渣为主要原料,生产复合酶制剂,并对其在肉鸡上的使用效果进行研究.结果表明:在水含量50％～60％、干物质中麸皮含量不低于40％的泰乐菌素菌渣培养基中,接入5％～10％...     

利用秸秆微生物产絮凝剂的提取及性质分析

文章对一株利用秸秆粉——无机氮源培养基的细菌所产生的微生物絮凝剂进行了粗提和性质分析。该絮凝剂对于高岭土——氯化钙悬浊液的絮凝率达93.96%,效果较好。将该细菌接种在液体培养基中,于恒温摇床发酵培养,经测定,主要絮凝成分位于发酵液上清液中,对发酵液上清液进行热稳定性和pH稳定性实验,结果表明,该絮凝剂在室温25℃、pH为7条件下絮凝效果最好。采用乙醇法对发酵液上清液进行提取,即可得该微生物絮凝剂粗品。经Molish反应及茚三酮反应显色可知,该絮凝剂含有糖类及蛋白成分,经苯酚硫酸法测定其中糖含量占湿重的11.666%,经考马斯亮蓝法测定其中蛋白含量占湿重的0.586 4%,经薄层层析分析得,该微生物絮凝剂含有的主要糖类成分为阿拉伯糖。     

过滤养猪废水厌氧发酵微生物菌群结构及动态变化

传统厌氧发酵处理养猪废水存在效率低、周期长以及环境要求严苛等局限,无法实现高效运行。基于自主设计的种养废弃物综合资源化利用技术,利用玉米秸秆过滤养猪废水中的悬浮性固体,对比研究废水过滤前后性质,并采用高通量测序技术分析厌氧发酵过程中过滤养猪废水的细菌与古菌群落组成和变化特征。结果表明:厌氧发酵过程由多种微生物菌群协同作用,不同水力停留时间下,过滤养猪废水中的主要细菌类群是厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门,除接种物外,其他3个样本中均检测到螺旋菌门的存在。此外,废水中主要古菌类群为广古菌门,主要作用菌为产甲烷菌。水力停留时间变化对古菌群落变化具有显著影响,导致产甲烷的差异性。微生物群落和废水指标变化表明种养废弃物综合资源化利用技术降低了处理成本,对促进养猪废水资源循环利用具有参考意义。