發(fā)布時(shí)間：2020-09-27 21:05

　　 近些年來(lái),隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,以及配合飼料養(yǎng)殖法的應(yīng)用,在畜禽飼料中添加一些重金屬元素用來(lái)加快畜禽的生長(zhǎng)以及預(yù)防疾病等的做法日漸推廣。但是由于大部分重金屬無(wú)法被畜禽吸收而排出體外,進(jìn)而導(dǎo)致畜禽糞便中重金屬殘留污染問(wèn)題日益加劇,嚴(yán)重影響了畜禽糞便的資源化利用。厭氧發(fā)酵是處理畜禽糞便污染的有效途徑。本文以豬糞為處理對(duì)象,以重金屬Cu、Zn為研究對(duì)象,通過(guò)添加2種不同種類(玉米秸稈、水稻秸稈)、不同添加比例的秸稈(添加量按玉米秸稈與豬糞的質(zhì)量比為1:1.3,1:2,1:5;水稻秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:0.8,1:1.5,1:3),在溫度為35℃,接種物量30%,TS10%,pH為7的條件下,進(jìn)行厭氧發(fā)酵試驗(yàn)。采用BCR分步提取法分析重金屬形態(tài),研究不同種類、不同添加量的秸稈對(duì)豬糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量、甲烷含量、重金屬含量、形態(tài)變化、有效態(tài)鈍化效果以及厭氧發(fā)酵前后沼渣光譜特征的影響。以期通過(guò)本研究,為畜禽糞便中重金屬的減害化處理提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)上述試驗(yàn)研究,得出以下主要結(jié)論:(1)豬糞厭氧發(fā)酵過(guò)程中添加秸稈會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)氣高峰延后,發(fā)酵周期延長(zhǎng),并且可以提高總產(chǎn)氣量以及池容積產(chǎn)氣率。在添加玉米秸稈的處理中,總產(chǎn)氣量最高的是玉米秸稈與豬糞的質(zhì)量比為1:1.3(C/N30)的處理組,總產(chǎn)氣量14454mL,池容積產(chǎn)氣率可達(dá)0.34m~3/(d?m~3);水稻秸稈處理組中,秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:0.8(C/N30)的處理組總產(chǎn)氣量最高,總產(chǎn)氣量13791mL,池容積產(chǎn)氣率0.32 m~3/(d?m~3)。相同C/N比條件下,添加玉米秸稈的處理組總產(chǎn)氣量更高。豬糞厭氧發(fā)酵過(guò)程中添加適量的秸稈可以提高沼氣中的甲烷含量,未添加秸稈處理組甲烷含量為43.9%,在添加玉米秸稈的處理組中,甲烷含量最高的處理組的是秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:2(C/N25)處理組,含量可達(dá)到47.9%;水稻秸稈處理組中秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:3(C/N20)處理組甲烷含量最高,含量可達(dá)50.7%。相同C/N比條件下添加水稻秸稈處理組的甲烷含量更高。(2)豬糞厭氧發(fā)酵過(guò)程中添加秸稈可以降低發(fā)酵原料中的重金屬含量,厭氧發(fā)酵結(jié)束后,沼渣中重金屬含量升高,沼液中重金屬含量降低,沼渣沼液中重金屬總含量增加。重金屬Cu在沼渣中分配率占92.31%~96.87%,在沼液中分配率占3.13%~7.69%;重金屬Zn在沼渣中分配率占84.88%~90.95%,在沼液中分配率占9.05%~15.12%。添加玉米秸稈處理組中,重金屬Cu、Zn含量增量最大的處理組為秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:5(C/N20)處理組,分別增加了33.28%、30.78%;水稻秸稈處理組中,秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:1.5(C/N25)處理組重金屬Cu、Zn含量增量最大,分別增加了36.25%、38.56%。相同C/N比下,水稻秸稈處理組中重金屬含量增量更大。(3)厭氧發(fā)酵前,各處理組中重金屬Cu主要以可還原態(tài)(37.40%~51.76%)存在,重金屬Zn主要以可交換態(tài)(40.91%~71.90%)存在。厭氧發(fā)酵結(jié)束后,各處理中重金屬Cu主要以可氧化態(tài)存在(35.62%~40.02%),重金屬Zn仍然主要以可交換態(tài)(37.40%~57.31%)存在,但可交換態(tài)比例降低。厭氧發(fā)酵后,重金屬Cu、Zn的有效態(tài)所占比例均有所下降,添加秸稈處理組下降幅度更大。添加玉米秸稈處理組中,秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:5(C/N20)處理中重金屬Cu、Zn有效態(tài)所占比例下降幅度最大,分別降低了21.04%、12.94%;水稻秸稈處理組中秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:1.5(C/N25)處理組中重金屬Cu、Zn有效態(tài)所占比例下降幅度最大,分別降低了24.09%、8.21%。重金屬Cu在相同C/N比條件下,水稻秸稈處理組中重金屬Cu有效態(tài)所占比例下降幅度更大,重金屬Zn在相同C/N比條件下,玉米秸稈處理組中重金屬Zn的有效態(tài)所占比例下降幅度更大。(4)各處理組中,重金屬Cu有效態(tài)的鈍化效果為26.39%~36.62%,重金屬Zn有效態(tài)的鈍化效果為1.44%~16.09%。添加秸稈可以提高豬糞中重金屬Cu、Zn有效態(tài)的鈍化效果。添加玉米秸稈處理組中,秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:5(C/N20)時(shí),重金屬Cu、Zn有效態(tài)的鈍化效果最好,可達(dá)到35.57%、16.09%;水稻秸稈處理組中,秸稈與豬糞質(zhì)量比為1:1.5(C/N25)時(shí),重金屬Cu、Zn有效態(tài)的鈍化效果最好,可達(dá)到34.37%、8.94%;在相同C/N比條件下,添加玉米秸稈處理組中重金屬Cu、Zn有效態(tài)的鈍化效果更好。(5)傅里葉變換紅外光譜(FTIR)顯示,厭氧發(fā)酵前,添加秸稈對(duì)豬糞的紅外光譜影響不大,各處理組具有較為相似的光譜特征。厭氧發(fā)酵后,各處理組在3408~3422cm~(-1)、2850~2922cm~(-1)處,由于酰胺化合物、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪族化合物、碳水化合物中亞甲基等基團(tuán)化合物分解減少,導(dǎo)致該處吸收峰強(qiáng)度下降;在1642~1653cm~(-1)處,由于芳香族、烯烴、酰胺類化合物基團(tuán)類物質(zhì)(腐殖質(zhì))增加,該處吸收峰強(qiáng)度增加。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S216.4;X713
【部分圖文】：

1.恒溫水浴鍋 2.發(fā)酵瓶 3.集氣瓶 4.集水瓶 5.導(dǎo)氣管 6.三通管 7.取樣口 8.排水管 9.止水夾圖 2-1 試驗(yàn)裝置Fig.2-1 Device of the Experiment驗(yàn)主要測(cè)試項(xiàng)目與方法TS 的測(cè)定：重量法；

圖 3-19 添加玉米秸稈對(duì)豬糞厭氧發(fā)酵前后沼渣中重金屬 Cu 形態(tài)變化的影響Fig.3-19 Effect of adding corn stalk on the morphological changes of heavy metal Cu before and afteranaerobic fermentation of pig manure如圖 3-19 所示，厭氧發(fā)酵前，處理 1（添加玉米秸稈，秸稈與豬糞質(zhì)量比為 1:5，N 比為 20:1），重金屬 Cu 主要以可還原態(tài)存在，所占比例為 37.40%。各形態(tài)所占的配比例由大到小順序?yàn)椋嚎蛇�原態(tài)（37.40%）>可氧化態(tài)（25.00%）>可交換態(tài)（21.75%）>

圖 3-20 添加水稻秸稈對(duì)豬糞厭氧發(fā)酵前后沼渣中重金屬 Cu 形態(tài)變化的影響Fig.3-20 Effect of adding rice stalk on the morphological changes of heavy metal Cu before and afteranaerobic fermentation of pig manure如圖 3-20 所示，厭氧發(fā)酵前，處理 4（添加水稻秸稈，秸稈與豬糞質(zhì)量比為 1:3，N 比為 20:1），重金屬 Cu 主要以可還原態(tài)存在，所占比例為 47.18%。各形態(tài)所占的配比例由大到小的順序?yàn)椋嚎蛇�原態(tài)（47.18%）>可氧化態(tài)（27.24%）>可交換態(tài)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2828369