禽畜糞便水分特征及生物脫水途徑研究.pdf

1、禽畜糞便排放對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染。好氧堆肥作為一種糞便處理技術(shù)手段，被廣泛應用。但是，適宜堆肥水分含量一般為50％～60％，非墊料或非沖洗禽畜糞便的含水量一般在60％～85％，因受資源與成本等因素制約，采用調(diào)理劑調(diào)節(jié)水分的方法，難以推廣應用。雖然采用機械固液分離方法，可以降低糞便水分，但機械分離，耗能較大。所以，研究探索高濕糞便脫水新技術(shù)與新途徑，對于糞便成功高溫堆肥十分重要。 本研究采集了奶牛糞、豬糞、雞糞等鮮樣，對其水分特征

2、、固體形態(tài)等性質(zhì)進行了分析，試圖尋找新的糞便脫水方法。結(jié)果表明：單位重量奶牛糞樣品吸水能力最強，可達7.14克·克干重<'-1>，其中，以吸附與毛細管形態(tài)水比例最高，占總水量的61.8％：豬糞與雞糞單位重量吸水量分別為：3.36克·克干重<'-1>、4.62克·克干重<'-1>。奶牛糞樣品纖維、膠體含量分別為51.6％、3.4％，明顯高于豬糞與雞糞，奶牛糞樣品CEC<,v>最高，達到28.74毫克當量·100克<'-1>；分別對奶牛糞進

3、行纖維素酶處理(降低纖維含量)、酸處理(改變CEC<,v>)、去除膠體，測定水分特征曲線，結(jié)果表明纖維含量、膠體含量及CEC<,v>與吸水能力有一定的正相關(guān)性。如何破壞纖維與膠體等物質(zhì)形成的蓄水結(jié)構(gòu)，將不易去除的吸附水、毛細管水轉(zhuǎn)為易去除的重力水是進一步研究糞便脫水技術(shù)的主要方向，也為開展生物脫水技術(shù)研究提供的理論依據(jù)。 試驗研究了10％FeCl<,3>溶液、10％NaOH溶液、1％聚丙烯酰胺溶液(冷凍保藏，使用時稀釋為1‰)、

4、10％硫酸溶液、20％十二烷基苯磺酸鈉溶液(SDS-陰離子)、20％十六烷基三甲基氯化銨溶液(DTAC-陽離子)、20％吐溫溶液(非離子)等化學調(diào)理劑、絮凝劑、表面活性劑等對奶牛糞的脫水效果，結(jié)果表明：經(jīng)酸與表面活性劑處理奶牛糞，固液分離效果最好。由于產(chǎn)表面活性劑微生物在烴類物質(zhì)存在、好氧條件下，才能產(chǎn)生表面活性物質(zhì)，在實際狀態(tài)中不可行，本研究選擇了從改變酸堿度與破壞奶牛糞纖維蓄水結(jié)構(gòu)入手，開展了生物脫水技術(shù)進一步研究。 本研究

5、篩選了自然界普遍存在的乳酸菌，經(jīng)初步鑒定為乳桿菌屬 Lactobacillus plantarum；同時篩選了常溫、微好氧纖維降解復合菌群，在改良PCS培養(yǎng)基的基礎上，通過定期改變傳代方法，從污泥、森林土、發(fā)酵腐熟奶牛糞、堆肥處理麥桿中篩選并馴化出1組纖維素分解能力強而穩(wěn)定的纖維素混合菌群Xc，100ml培養(yǎng)物在37℃靜置培養(yǎng)5d，對濾紙纖維素、脫脂棉、麥桿(片)、奶牛糞纖維降解率分別達到81％、41％、25％、40％。Xc在37℃、2

6、8℃，分解濾紙時，分別在第5d、7d時CMC酶活最高，分別達到104.5U·ml<'-1>、95.3 U·ml<'-1>。在初始pH5～9的不同培養(yǎng)基上接種，均能表現(xiàn)出較強的分解能力。在連續(xù)投放濾紙情況下，纖維素分解能力保持22d以上，30d的發(fā)酵液仍然可以用于接種，發(fā)酵液的pH在有濾紙時穩(wěn)定在6.5～7.5，沒有濾紙時穩(wěn)定在8.5左右，DGGE法比較來源于不同時期菌群16srDNA條帶表明，菌群結(jié)構(gòu)已穩(wěn)定。使用所篩選的菌劑對奶牛糞的固

7、液分離效果進行了研究。接種后的奶牛糞有明顯的水層析出現(xiàn)象。pH測定也表明接種菌劑處理的奶牛糞pH值下降很快，其中6％水平混合接種處理第10天pH值已基本降至最低點，為5.31，在第30d最終降至5.15，遠低于CK的5.95?；旌辖臃N的奶牛糞pH值下降快于接種單一菌劑處理的奶牛糞。接種菌劑處理的奶牛糞固液分離效果明顯好于CK。其中6％水平混合接種處理第15天固液分離后含水率已基本降至最低點，為78.3％，在第30d最終降至77.7％，遠