鸡粪好氧堆肥高温期放线菌的研究

论文摘要

随着集约化养禽业迅猛的发展，大量的禽粪便造成环境污染，并成为阻碍禽养殖业持续稳定发展的重要因素。禽粪便同许多工业污染源不同，其中含有丰富的肥源。禽粪便在对环境造成污染的同时，如果用科学的方法对其进行处理，不仅可以控制污染，保护环境，同时还能够变废为宝。禽粪便的处理方法很多，其中好氧堆肥是目前处理禽粪便的主要方式之一，由于好氧堆肥具有经济、简便、不需要外加能源、无二次污染等优点。所以，用堆肥处理固体废弃物的方法在世界各国变的越来越普遍。但由于堆肥法发酵周期较长，而面对养禽业的迅猛发展，尚不足以解决所产生的粪便等废弃物对环境污染所造成的威胁。而决定好氧堆肥发酵周期长短的根本原因，除了目前人们对堆肥过程可控因素以外，更重要的是堆肥发酵中最关键的因素——微生物。由于堆肥发酵过程是由相关微生物生态群体进行的生物转化过程，并且，在好氧堆肥发酵的各个阶段中，以高温阶段至关重要，因此高温对于堆肥的快速腐熟起到重要作用。在此阶段中堆肥内开始了腐殖质的形成过程，并开始出现能溶解于弱碱的黑色物质。同时，高温对于杀死病原性生物也是极其重要的，因此这一时期在很大程度上决定了粪便堆肥腐熟的速度和效果。本文从好氧堆肥的相应的基础研究入手，对鸡粪好氧堆肥过程中高温期放线菌进行相关研究，包括放线菌的分离、计数、初步鉴定、高效菌的筛选以及接种堆肥的研究，探索微生物间的区系关系。利用透水、保温、通风性良好的发酵箱对鸡粪进行好氧堆肥，确定堆肥的最佳外部控制条件，包括C／N、调理剂、含水率、温度、通气量等。在堆肥全程对堆料进行物理、化学以及生物学等腐熟与无害化指标的监测，确定各项指标的相关性以及变化规律。于堆肥的关键时期——高温期，对放线菌进行分离，共分离得到放线菌17株，平均数量为6.5×10~6个／g。通过形态特征、培养特征和生理生化指标对放线菌进行初步鉴定，鉴定结果为：其中链霉菌属(Streptomyces sp.)16株，高温放线菌属(Thermoactinomyces sp.)1株。通过对淀粉、蛋白质及纤维素三大类大分子有机物的水解试验，从17株放线菌中筛选出5株降解大分子物质能力较强的菌种，其中一株菌的各项降解能力均较强。将筛选出的高效菌株按照三种不同的组合方式，接种到堆料中，以温度、C／N、种子发芽指数、蛔虫卵死亡率、pH值、有机质含量等指标的变化，对不同接种方式的堆肥过程进行监测，对比其堆肥效果。其中，接种放线菌混合菌的堆肥样最先达到腐熟，同对照样相比，缩短了达到腐熟的时间，腐熟效果明显优于其它堆肥样；而接种放线菌单株菌的堆肥样和接种细菌与放线菌混合菌的堆肥样的腐熟效果比对照样略明显。因此，接种微生物可以对堆肥起到促进作用。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 畜禽粪便污染现状
• 1.1.1 畜禽粪便对环境的危害
• 1.1.2 畜禽粪便的特点
• 1.2 畜禽粪便的处理方法
• 1.2.1 干燥法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 除臭技术
• 1.2.4 生物法
• 1.3 好氧堆肥的研究
• 1.3.1 好氧堆肥的定义
• 1.3.2 好氧堆肥的原理
• 1.3.3 好氧堆肥的生物作用过程
• 1.3.4 好氧堆肥类型
• 1.3.5 好氧堆肥的控制参数
• 1.4 好氧堆肥腐熟度的评价指标以及无害化卫生标准
• 1.4.1 物理学指标
• 1.4.2 化学指标
• 1.4.3 生物学指标
• 1.4.4 我国粪便无害化卫生标准（GB 7959-87）
• 1.5 研究意义与目的
• 1.6 研究内容
• 1.7 试验设计
• 2 材料与方法
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 堆肥实验材料与装置
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 实验仪器
• 2.1.4 培养基
• 2.1.5 溶液
• 2.2 实验步骤
• 2.2.1 堆肥
• 2.2.2 堆肥腐熟指标的检测
• 2.2.3 放线菌的分离
• 2.2.4 筛选高效放线菌
• 2.2.5 好氧堆肥接种试验
• 2.2.6 放线菌生态关系
• 3 结果与分析
• 3.1 堆肥腐熟指标的检测
• 3.1.1 温度
• 3.1.2 含水率
• 3.1.3 C/N
• 3.1.4 种子发芽指数
• 3.1.5 蛔虫卵死亡率
• 3.1.6 粪大肠菌群菌值
• 3.1.7 pH值
• 3.1.8 有机质含量
• 3.2 放线菌的数量
• 3.3 放线菌的特征观察
• 3.3.1 放线菌的形态特征与培养特征
• 3.3.2 放线菌的生理生化特征
• 3.4 高温放线菌降解大分子物质试验结果
• 3.4.1 明胶液化试验
• 3.4.2 淀粉水解试验
• 3.4.3 纤维素水解试验
• 3.5 好氧堆肥接种试验
• 3.5.1 温度
• 3.5.2 C/N
• 3.5.3 蛔虫卵死亡率
• 3.5.4 pH值
• 3.5.5 种子发芽指数
• 3.5.6 有机质含量
• 3.6 放线菌生态关系
• 4 讨论
• 4.1 堆肥条件对腐熟度的影响
• 4.1.1 表观变化
• 4.1.2 温度
• 4.1.3 含水率
• 4.1.4 C/N
• 4.1.5 pH值
• 4.1.6 有机质降解
• 4.1.7 种子发芽指数
• 4.1.8 大肠杆菌菌值与蛔虫卵死亡率
• 4.2 菌种的分离与筛选
• 4.3 接种堆肥实验
• 4.4 存在的不足
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文