高温菌糠沼气发酵的初探及产甲烷菌的分离

【摘要】： 近年来沼气事业和食用菌产业化发展迅速,作为耗能大省和农业大省的黑龙江建设了大量的户用沼气池、食用菌生产基地。因此,菌糠的废物利用与沼气生产相结合的研究就具有重要的意义。但目前将菌糠用于沼气发酵方面的研究甚少。本试验在以菌糠为原料进行沼气发酵,对其最适发酵条件进行研究的同时,以牛粪为对照,对单一原料和混合原料发酵进行研究;并且从菌糠沼气发酵液中分离得到一株产甲烷菌。该研究为沼气发酵和菌糠处理提出了新的方向,也为菌糠生产沼气的大规模应用提供科学依据。其研究结果如下: 1.菌糠可以作为一种良好的原料进行沼气发酵,以沼液完全替代清水可以快速启动沼气发酵,并进入产气高峰期。在53℃恒温条件下,菌糠发酵产沼气的最适的发酵料液TS浓度为10%,其产气潜力为367.5 mL/gTS。发酵过程中,添加尿素可明显提高产气高峰期的日产气量及甲烷含量,其最适添加量为0.25~0.3%。 2.调节菌糠与牛粪的混合比例可以改善发酵原料结构,提高原料的转化率,从而增加沼气产量。在相同条件下进行混合沼气发酵时,菌糠种类不同,菌糠与牛粪最适混合比例也会随之变化。当木耳菌糠:牛粪为40:60、猴头菇菌糠:牛粪为50:50的混合比例时,发酵总产气量最高。 3.本研究在菌糠沼气发酵液中分离到一株产甲烷菌,该菌呈球形、单在或对生,革兰氏阴性,无运动性,无芽孢;菌落为圆形,透明,表面光滑,边缘整齐;53℃培养15天左右,直径可达1~2mm;420nm的荧光显微镜下呈蓝绿色荧光。该菌株最适生长温度为45~55℃,最适pH为6.5~7.5;属于高温嗜中性产甲烷菌。其生理生化特征为:发酵甲酸盐,不发酵甲醇、丙醇等;当Na+浓度低于0.2mol/L时生长较快,高于0.7mol/L时停止生长;对青霉素和四环素均具有耐受性。 【关键词】：菌糠 牛粪 沼气发酵 产气量 产甲烷菌
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 1 前言10-23
• 1.1 沼气发酵10-14
• 1.1.1 沼气发酵的原理10-11
• 1.1.2 沼气发酵类型11-12
• 1.1.3 沼气发酵的影响因素12-13
• 1.1.4 沼气发酵的效益13
• 1.1.5 沼气发酵应用的现状13-14
• 1.2 菌糠14-17
• 1.2.1 菌糠的营养价值14
• 1.2.2 菌糠的开发利用研究进展14-17
• 1.3 产甲烷菌17-22
• 1.3.1 产甲烷菌的概述17-18
• 1.3.2 产甲烷菌的特征18-22
• 1.4 研究的目的和意义22-23
• 2 材料与方法23-31
• 2.1 高温菌糠沼气发酵试验23-25
• 2.1.1 试验材料23-24
• 2.1.2 试验材料预处理24
• 2.1.3 不同沼液添加量对发酵的影响24
• 2.1.4 高温菌糠沼气发酵最适TS%测定24
• 2.1.5 尿素对高温菌糠沼气发酵的影响24-25
• 2.1.6 菌糠与牛粪沼气发酵TS 产气率测定25
• 2.2 菌糠与牛粪混合沼气发酵试验25-26
• 2.2.1 试验材料25-26
• 2.2.2 试验材料预处理26
• 2.2.3 产沼气测定26
• 2.3 产甲烷菌分离26-31
• 2.3.1 试验试剂26-28
• 2.3.2 甲烷气体的测定28
• 2.3.3 富集培养28
• 2.3.4 菌株分离纯化28-29
• 2.3.5 产甲烷菌的形态观察29
• 2.3.6 产甲烷菌株生理生化测定29-31
• 3 结果与分析31-42
• 3.1 高温菌糠沼气发酵31-35
• 3.1.1 沼液添加量对发酵的影响31
• 3.1.2 高温菌糠沼气发酵最适TS%31-32
• 3.1.3 尿素对高温菌糠沼气发酵的影响32-35
• 3.1.4 菌糠与牛粪发酵产气潜力的对比35
• 3.2 菌糠与牛粪混合沼气发酵35-37
• 3.2.1 木耳菌糠与牛粪混合沼气发酵35-37
• 3.2.2 不同种类菌糠对沼气发酵的影响37
• 3.3 产甲烷菌分离37-42
• 3.3.1 产甲烷菌的富集37-38
• 3.3.2 产甲烷菌的分离培养38
• 3.3.3 菌株的形态特征38
• 3.3.4 生理生化特征38-42
• 4 讨论42-43
• 4.1 高温菌糠沼气发酵42
• 4.2 菌糠与牛粪混合沼气发酵42
• 4.3 产甲烷菌分离42-43
• 5 结论43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-48
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文48

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