有機固體廢棄物厭氧、好氧發(fā)酵特性及細菌多樣性對比研究.pdf

1、當(dāng)前有機固體廢棄物產(chǎn)生的嚴重環(huán)境問題已成為研究的重要課題，其處理方式主要有好氧堆肥化以及厭氧消化這兩種處理方式。好氧堆肥化是一種能將有機固體廢棄物轉(zhuǎn)化成能夠改善土壤營養(yǎng)結(jié)構(gòu)無污染肥料的方法。厭氧消化則是一種將有機固體廢棄物轉(zhuǎn)化成沼氣能源的方法，但由于傳統(tǒng)的厭氧消化過程，產(chǎn)氣量少并且甲烷濃度較低，常需添加調(diào)節(jié)厭氧消化過程中產(chǎn)沼氣的菌種以得到更多的沼氣以及更高的甲烷濃度，從而提高厭氧消化產(chǎn)沼氣的質(zhì)量。
　　本研究通過設(shè)計并搭建了相關(guān)實

2、驗平臺，以牛糞與甘蔗葉以及啤酒廠濾泥這三種有機固體廢棄物為原料，通過添加尿素調(diào)節(jié)初始C/N值，在初始C/N值為10.12、15.02、20.03的混合物料中，對厭氧消化過程中理化參數(shù)以及產(chǎn)沼氣特性進行了實驗研究。研究還通過多次富集與篩選，從上述三種混合物料厭氧消化過程中篩選分離純化出一株與產(chǎn)沼氣相關(guān)的菌株，經(jīng)過PCR擴增16S rDNA并克隆測序分析以及經(jīng)過形態(tài)學(xué)、生理生化鑒定，初步鑒定該菌為產(chǎn)氣乳酸桿菌屬Lactobacillus命名

3、為GXU-LYC02。研究還采用單因素法對該菌生理特性進行實驗研究，進行初步優(yōu)化后制成菌劑并添加到厭氧消化環(huán)境中，研究其對厭氧消化產(chǎn)沼氣特性的影響。
　　本研究還分別對初始C/N值為15的好氧堆肥化過程中各種發(fā)酵理化參數(shù)以及厭氧消化過程中理化參數(shù)以及厭氧消化產(chǎn)氣、產(chǎn)能特性進行了實驗對比研究，并對厭氧消化后的沼渣好氧堆肥化處理進行實驗研究。同時利用PCR-DGGE的方法對好氧堆肥化、厭氧消化以及沼渣好氧堆肥化進程中細菌群落進行分析。

4、研究結(jié)果表明:
　　(1)在牛糞、甘蔗葉、濾泥三者混合物料碳氮比為分別10.12、15.02、20.03厭氧消化過程中，產(chǎn)氣最佳的碳氮比為15.02，最高累計產(chǎn)氣量為1748.63mL·kg-1，甲烷最高濃度為59.26％。
　　(2)篩選獲得菌株乳酸桿菌屬Lactobacillus命為GXU-LYC02的菌株，具有酸化水解纖維素產(chǎn)氫的功能，革蘭氏染色陽性，生長最適pH值為5.5，菌株在0～1.4mol/LNaCl時產(chǎn)氣量最

5、大，最適溫度為30℃，添加到厭氧消化發(fā)酵混合物料中有助于增加累積產(chǎn)沼氣量。
　　(3)通過PCR-DGGE方法對好氧堆肥化、厭氧消化以及沼渣好氧堆肥化發(fā)酵細菌多樣性進行對比研究，這些過程中細菌數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)豐富多樣，樣品間的細菌群落結(jié)構(gòu)差異性相對較大。好氧堆肥化和沼渣好氧堆肥發(fā)酵過程中與降解纖維素有關(guān)的菌株均成為樣品共有的優(yōu)勢微生物。厭氧消化過程中與產(chǎn)沼氣相關(guān)的菌種成為樣品共有的優(yōu)勢微生物，如梭菌屬、擬桿菌、纖維桿菌屬、科里氏桿菌