沼气发酵温度对沼液粪大肠菌群去除效果的研究

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1、2015年5月农机化研究第5期沼气发酵温度对沼液粪大肠菌群去除效果的研究1，21，21，231，21，2李明，魏晓明，耿如林，薛晓燕，张庆东，周磊(1．农业部规划设计研究院设施农业研究所，北京100125;2．农业部农业设施结构工程重点实验室，北京100125;3．克拉玛依市三达有限责任公司，新疆克拉玛依834007)摘要:为探讨沼液作为畜舍回冲水的可能性，研究了沼气发酵温度对粪大肠菌群的杀灭效果。在35℃条件下对TS为8%的猪粪废水进行沼气中温发酵28天后，废水中99．1%的粪大肠菌群被杀灭;但沼液中残留的粪大肠菌群数依然很高，不能作为畜禽舍的回冲水使用。在45℃和55℃的条件下对猪粪沼气

2、中温发酵所排出的沼液进行3天的沼气高温发酵后，沼液中残留的粪大肠菌几乎全部被杀灭。上述结果表明，沼气中温发酵所排出的沼液依然残留有大量粪大肠菌群，可采用短期沼气高温发酵对沼液进行再处理以满足沼液安全使用的要求。关键词:沼气发酵;温度;沼液;粪大肠菌群数中图分类号:S216．4文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)05－0246－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.05.0556底。路振香等(2009)发现沼液中的细菌数可达到100引言［9］数量级。叶小梅等(2012)调查发现江苏省的大中沼气发酵是我国用于解决畜禽养殖场粪污对环境型沼气工程中72%的

3、沼液粪大肠菌群数超过了1000污染的主要技术手段。该技术不但可以除去污水中cfu/mL，50%的沼液粪大肠菌群数超过了10000cfu/大量的可溶性有机物，起到净化水质的效果，而且还mL，远高于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596［10］能产生清洁能源—沼气，具有显著的社会、经济和生－2001)对畜禽养殖场污水排放的规定。因此，笔［1－5］态效益。此外，沼气发酵之后排出的沼液含有氮、者以猪粪及其沼气中温发酵后排出的沼液进行沼气磷、钾、锌等营养元素，以及多种氨基酸和活性酶，是发酵，研究不同沼气发酵温度条件下沼液粪大肠菌群［6－7］良好的肥料，具有较高的利用价值。但实际生产数的变化情况，

4、探讨使用沼液回冲畜禽舍的可行性，［3］过程中，畜禽场周围可消纳沼液的土地有限，而且为改进沼气发酵工艺、安全使用沼液提供理论参考。［8］农户对沼液利用积极性不高，大量的沼液被直接排1材料和方法放，极易引起二次污染问题。因此，迫切需要为养殖场沼气工程的沼液寻找出新的利用途径。1．1实验装置沼气发酵所形成的低电位厌氧环境和降解有机物本实验所使用装置由恒温水浴、1000mL消化瓶，生成的氨、低级脂肪酸等物质对原料中的病原体有一2000mL集气瓶和1000mL收集烧杯组成。该装置结［7］定的杀灭或抑制作用。因此，如果通过沼气发酵使构如图1所示。得沼液中病原菌数量达到国家标准要求，则可将其作为畜舍回冲水

5、使用，不仅可解决沼液的利用难题，还可减少养殖场对水资源的消耗、减轻养殖场污水处理压力，对改善养殖场周边生态环境起到积极的作用。目前，采用沼气发酵对废水进行杀菌消毒还未得到足够重视，大多数沼气工程对病原菌的杀灭不彻收稿日期:2014－01－17图1试验装置示意图基金项目:克拉玛依市科技计划项目(SK2011－05);公益性行业(农Fig．1Schemeofexperimentalequipment业)科研专项(201203002)作者简介:李明(1983－)，男，山西长治人，助理工程师，博士，(E－1．2实验材料与方法mail)lognum@126．com。本实验所使用实验材料为猪粪和沼液，其

6、性质如通讯作者:耿如林(1971－)，男，北京人，高级工程师，(E－mail)caae．geng@qq．com。表1所示。猪粪取自克拉玛依市三达有限责任公司建·246·2015年5月农机化研究第5期设的生态型现代农业园区商品猪场，沼液取自猪场处率下降，有机酸浓度减小，pH上升。理猪粪的沼气工程。在沼气中温发酵条件下，粪大肠菌群数按照指数表1实验原料性质表形式迅速下降，发酵10天后，沼液中70%的粪大肠菌Table1Charactersofrawmaterial群被除去。由于有机物降解速率在发酵初期较快，极TS/%VS/%pH易在发酵罐内形成高浓度有机酸、低pH的环境，有利［11－12］于杀灭

7、粪大肠菌，使得粪大肠菌数迅速下降。但猪粪24．1281．26．92在发酵后期，随着pH升高，沼气发酵速率减慢，粪大沼液0．5074．67．41肠菌群的除去速率减缓，发酵结束后沼液中的粪大肠1．2．1沼气中温发酵实验菌群数为2100cfu/mL，还未能达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596－2001)中关于畜禽养殖场污用水将猪粪稀释至8%TS浓度，然后将猪粪和沼水排放的规定，还不能用作畜舍的回冲水使用