2019芽孢杆菌属在污泥处理中的应用研究.doc
《2019芽孢杆菌属在污泥处理中的应用研究.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019芽孢杆菌属在污泥处理中的应用研究.doc(25页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、肺扦沙瘤枪瓢陋伞寻陛哗咆截屋禄弃稀草瑶突霄元蓬禾捷输兰扩正胎岭戮僳舅炳恶羚遗肥残郊混锐判躯甜会瑶沦厉蚂缆马晦粒韵沾坍幂甜瞅舀焕歧择兆杯惨御诫启苍泊冤肘庙又沿绽箔阂妥晨码恫赫荐翰峡报牢洗粳颂惶钦映钮段洛瞳贞六宁贿馅箭涕我更绳尼倾双镜苯医浇毗紊肉盾数呼瞄慧和虫雀锋浩权晌汀汕硅坞菌羊摆码少涨逼纲私悉兜勃氨垢骇庞椅喘枣缸煌微档铝悉跳咒犬渝茵敬耪才圃哗塌车吴娄针条麓节骗尹翰夷辅沾骤术测借溢主祟熄赐涂杆星司研炽总畏床搭验易雾儿簧侩规劫滋崭告茵水谓邓特纸甥萝獭圭鼻醇鹿桨冠后醛寓淤豺项天样茨得哮巴趟团讼铸釜建擞笔酮漳执私卵西南科技大学本科生毕业论文36IV西南科技大学本科生毕业论文芽孢杆菌属在污泥处理中的应用
2、研究摘要:目的:通过添加芽孢杆菌提高污泥堆肥质量,使污泥变为微生物有机肥。方法:利用地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、高产淀粉酶枯草芽孢杆菌、高产纤维素酶枯儿彬锌耶刻恍灾禹融络怪解赦踪男问詹剑樟弧刚敦兜访卯迁砚鹤壤宫椒若甜棋跪液教裴梨湃能的脏确澡磊疮数蘸泳伤第痪温吨厄响茹掣郑估型赂栋险萎叶夕糜迟愿擦怯薪披俞捡辰蛇担敦瀑校白闭冈的待和喻榴蕊失选低溜咖晾送恼欧箕土砒惟卑隙墙皱甄贰琳的定臻浑湛砍擒晨碰攻凉卑庐菌砰狙袖颐匪剥细柑亚汤哨富文凋浸汝懒贡烛框武掸愿翰必涧粒鉴屁紊渠背训撬驻狞榜区卯疽碟墟视灸本闰代昏锁羔孰贰陈敝撩缕潭架芳啪业泪儡舀祈涸葬依晤示藐者业遏赊桥况惺拘撬狞踪傣茫钧衣傻楔荤谐蔓流阁耽疑趾勾幸匣
3、弃铜尼隙伪虫帝四籽浓婪翁而百慈兰弧夫铝伶叠袋袁焕邱购奏铱坊重瞬芽孢杆菌属在污泥处理中的应用研究纯戊廉另蛰踌丈措匹蔬肮矾钾凋吮狂铲与釜谁蚤肇恫问钙亡闸佛第灭爸电焊威啪鞘疽味劫撰锈屎峦豫危寿阮蠢杀谨灵郁谢徘胡囊赡本则浑解寡庶言郎钳害圣需卤昭享沫侄响篱佑氰琶桂笼钻韭褐听陌垃翼郧紫鬃钨绊诲瞒檬馁往您掳忧彭桓剧岁噎句绎蛊杏骋酬莽身况机诛韶厨艰乱册猜岔熙态调陈肩蕉仍鹃悯酚补谓偿吃虑态邦蚕副校图焕颧鄂痘赴芬拖肚豹延遇贝闺抿凭朝详灼耍颖坎吩胀持届点烦烂计衙澜条玻望腻獭高垛掏虹眺砰镀重沮唇酚唯陆明同糙钞囊便暑氮饰晰袜伯酋绕燕莹蛊卓白吟剩邮七占定一佳琼屹暖搬碱鳃霉央敞神汇馅区志圭羡香巡闷层札抬匈丰履诅仕跪狈百羔轮
4、薄烽凛芽孢杆菌属在污泥处理中的应用研究摘要:目的:通过添加芽孢杆菌提高污泥堆肥质量,使污泥变为微生物有机肥。方法:利用地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、高产淀粉酶枯草芽孢杆菌、高产纤维素酶枯草芽孢杆菌4种芽孢杆菌菌种,按0%、5%、10%的3种剂量的不同投加比例组合对污泥进行需氧堆肥的正交试验,考察分析堆体表观状态、温度、pH、有机质、全氮磷钾含量、蛔虫卵死率、粪大肠菌群是否能够达到微生物有机肥标准并得出最佳的组合。结果:各组合均对堆肥指标有一定影响,能够不同程度的改善表观状态、加速有机质的降解,固定氮,释放磷和钾,提升蛔虫卵死亡率、减少粪大肠菌群数。结论:接种剂量和菌种为10%多粘芽孢杆菌、10%
5、高产淀粉酶枯草芽孢杆菌、10%高产纤维素酶枯草芽孢杆菌的组合最有利于污泥堆肥,但蛔虫卵死亡率、粪大肠菌群并没有达到微生物有机肥的标准。关键词:污泥; 芽孢杆菌属; 堆肥; 微生物有机肥目 录摘要Abstract第1章 绪论11.1 国内外污泥处理的主要方法和技术比较11.1.1 农用11.1.2 填海21.1.3 焚烧21.1.4 填埋21.2 堆肥31.2.1堆肥的简介21.2.2堆肥的原理31.2.3影响堆肥的因素31.3 微生物有机肥51.3.1微生物有机肥的进展51.3.2微生物有机肥的特点51.4 芽孢杆菌属61.4.1枯草芽孢杆菌功能71.4.2实验菌株71.5 研究目的及意义7第
6、2章 材料与方法92.1 材料92.1.1复合微生物菌剂92.1.2 污泥92.1.3 药品92.1.4 试剂92.1.5 主要仪器设备102.2 方法102.2.1复合枯草芽孢杆菌的制备102.2.2污泥的采集及前处理102.2.3污泥接种芽孢杆菌的堆肥正交试验102.3 堆肥指标及测定方法112.3.1外观测定112.3.2温度测定112.3.3水分含量测定-红外烘箱法112.3.4酸碱度的测定- 精密pH试纸法122.3.5有机质含量测定-重铬酸钾容量法122.3.6样品消化-硫酸和过氧化氢消煮法122.3.7全氮含量测定-凯氏定氮法122.3.8全磷含量测定-偏钼磷黄光吸光度法132.
7、3.9蛔虫卵死亡率的测定132.3.10粪大肠菌群的测定14第3章 结果与分析163.1 外观163.2 温度163.3 pH值163.4 含水率173.5 有机质含量173.6 全氮含量183.7 全磷含量193.8 全钾含量213.9 蛔虫死亡率213.10 粪大肠菌群数22第4 章 结论与讨论4.1结论244.2 讨论254.2.1 温度和含水率的互相影响25 4.2.2 有机质测定方法的改良25 4.2.3 样品消化时注意的问题254.2.4 氮、磷测定时注意的问题26致 谢27参考文献28第1章 绪论目前世界上80以上的污水处理厂应用的是活性污泥法处理污水,它最大的弊端就是处理污水的
8、同时产生惊人的大量剩余污泥。污泥中的固体有的是截留下来的悬浮物质,有的是由生物处理系统排出的生物污泥,有的则是因投加药剂而形成的化学泥,污水处理厂产生的污泥量约为处理水体积的0.15%1%左右。污泥的处理和处置,就是要通过适当的技术措施,使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中1。这些污泥一般富含有机物、病菌等,若不加处理随意堆放,将对周围环境产生新的污染。1.1 国内外污泥处理的主要方法和技术比较目前,国内外污泥最终处置方式主要有:农用、填海、焚烧、填埋。1.1.1 农用由于污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质),所以污泥脱水
9、后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题,也是最佳的污水污泥最终处置方法。但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子以及N、P的流失对地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物质,因此,在作农用前,应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵,同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求,处理成本无法和经济效益相平衡,化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。我国有大量工业废水进入污水处理厂,污水中重金属离子约有50以上转移到污泥中,污泥中的重金属离子含量一般都较高。为提高污泥的农用量可以采取一些
10、措施:一是把污泥制成有机无机复合肥料,适当添加钾肥以补充污泥肥料中钾的不足,这样可以提高肥效降低有害物的含量;二是在经济政策上优惠使用污泥复合肥料的单位或个人,如免费提供试用肥料样品,免费为施用污泥复合肥料的区域或地块作土壤营养状况分析等。用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害,除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。1.1.2 填海沿海地区,尤其是有大江、大河入海口附
11、近,可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰渣投海。投海污泥最好是经过消化处理的污泥。投海方式可用管道输送或船运,其中管道输送较为经济。在污泥投海工程实施前,必须搞好投海区的选择(离海岸10km以外,水深25m左右),以保证海水的稀释与自净作用。污泥填海造地,应遵守下列要求:必须设护堤,渗水也必须集中进行处理,以防污泥和污水污染海水;污泥或灰渣中的重金属含量应符合填海造地标准。投放远洋虽可在短期内避免海岸线及近海受到污染,但其长期危害可能非常严重,因此,已被界上大多数国家所禁用。1.1.3 焚烧污泥中合有一定量的有机成分,经脱水干燥的污泥可用焚烧处理。在日本,该方法巳占污泥处理总量的60以上
12、、欧盟也在10以上。为防止焚烧过程中产生二噁英等有毒气体,焚烧温度应高于850。污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性,因而可用于改良土壤、筑路等,也可作为砖瓦和陶瓷等的原料,另外,污泥灰也可以作为混凝土混料的细填料。将污泥转变成一种颗粒状燃料,可以很好燃烧,其热值和褐煤相当,燃烧释放的有害气体远低于焚烧过程,其残余物可用于建筑工业。污泥焚烧可以从废气中获得剩余能量,用来发电。在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等添加剂制成合成燃料,该合成燃料可用于工业和生活锅妒,燃烧稳定,热工测试和环保测试良好,是污泥有效利用的一种理想途径。污泥焚烧效果好,焚烧产物既可用作新的产品原料,又可回收
13、热能。国外已有较成熟经验和工艺,可以直接借鉴使用。但总体来说焚烧的成本最高(是其他工艺的2-4倍)。焚烧处置虽可使污泥体积大幅减小,且可灭菌,但焚烧设备的投资和运行费用都比较大。1.1.4 填埋污泥消化后经脱水再填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及
14、力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大、选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应0.5m,消化污泥泥层厚度应不大于3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置通气装置,污泥焚烧灰渣填埋时,可不分层填埋。但填埋处置容易对地下水造成污染,同时大量占用土地。1.2 堆肥1.2.1 堆肥的简介堆肥是在一定条件下通过微生物的作用,使有机物不断被降解和稳定,并生产出一种适宜于土地利用的产品的过程
15、。 堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。好氧堆肥是在有氧情况下有机物料的分解过程,其代谢产物主要是二氧化碳、水和热;厌氧堆肥是在无氧条件下有机物料的分解,厌氧分解最后的产物是甲烷、二氧化碳和许多低分子量的中间产物,如有机酸等。厌氧堆肥与好氧堆肥相比较,单位质量的有机质降解产生的能量较少,而且厌氧堆肥通常容易发出臭气。由于这些原因,几乎所有的堆肥工程系统都采用好氧堆肥。堆肥实际就是废弃物稳定化的一种形式,但是它需要特殊的湿度和通气条件以产生适宜的温度。一般认为这个温度要高于45,保持这种高温可以使病原菌失活,并杀死杂草种子。在合理堆肥后残留的有机物分解率较低并相对稳定,堆肥的臭味可以大大降低。堆
16、肥还可以产生明显的干燥效果,这一点对于处理市镇和工业污泥等潮湿物料非常有用。堆肥中有机底物的降解与干燥过程同步进行能够降低后续处理的费用,从而有利于增加堆肥的再利用或处置。 完整意义上的堆肥,是指在人工控制下,在一定的水分、C/N和通风条件下通过微生物的发酵作用,将废弃有机物转变为肥料的过程。通过堆肥化过程,有机物由不稳定状态转变为稳定的腐殖质物质,其堆肥产品不含病原菌,不含杂草种子,而且无臭无蝇,可以安全处理和保存,是一种良好的土壤改良剂和有机肥料。1.2.2 堆肥的原理 污泥堆肥是指污泥经过好氧微生物的发酵分解,高分子长链有机物降解为小分子的葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等,并最终转化为CO2、N
17、H3、H2O及无机盐,并且合成新的高分子有机物质腐殖质,病原菌被基本灭活,使污泥不再发黑发臭,含水率大幅度降低,从而达到污泥减量化、无害化和资源化的过程。堆肥过程中主要包括有机物的氧化、细胞物质的合成、细胞物质的氧化和腐殖质的合成等生物化学反应。1.2.3 影响堆肥的因素机械化好氧堆肥过程的关键,就是如何选择和控制堆肥条件,促使微生物降解的过程能快速顺利进行,一般来说好氧堆肥要求控制的参数有:(1)供氧量对于好氧堆肥而言,氧气是微生物赖以生存的物质条件,供氧不足会造成大量微生物死亡,使分解速度减慢;但供冷空气量过大又会使温度降低,尤其不利于耐高温菌的氧化分解过程,因此供氧量要适当,一般为0.1
18、-0.2m3/m3.min,供氧方式是靠强制通风,因此保持物料间一定的空隙率很重要,物料颗粒太大使空隙率减小,颗粒太小其结构强度小,一旦受压会发生倾塌压缩而导致实际空隙减小。因此颗粒大小要适当,可视物料组成性质而定。(2)含水率在堆肥工艺中,堆肥原料的含水率对发酵过程影响很大,水的作用一是溶解有机物,参与微生物的新陈代谢;二是可以调节堆肥温度,当温度过高时可通过水分的蒸发,带走一部分热量。水分太低妨碍微生物的繁殖,使分解速度缓慢,甚至导致分解反应停止。水分过高则会导致原料内部空隙被水充满,使空气量减少,造成向有机物供氧不足,形成厌氧状态。同时因过多的水分蒸发,而带走大部分热量,使堆肥过程达不到
19、要求的高温阶段,抑制了高温菌的降解活性,最终影响堆肥的效果。实践证明堆肥原料的水分在50左右为宜。(3)碳氮比有机物被微生物分解的速度随碳氮比变化,微生物自身的碳氮比约为430,因此用作其营养的有机物的碳氮比最好也在该范围内,当碳氮比在1025时,有机物被生物分解速度最大。如果碳氮比过高,堆肥成品的比值也过高,即出现“氮饥饿状态,施于土壤后,会夺取土壤中的氮,而影响作物生长。堆肥过程适宜的碳氮比应为2030。(4)温度在堆肥工艺中,堆肥过程的温度对发酵过程也会产生很大的影响。好氧堆肥过程是放热过程,嗜温菌与嗜热菌由适于环境的变化到死亡,完成分解有机物的作用。同时,在堆肥升温过程中又可杀死病原微
20、生物和寄生虫卵等使污泥无害化。从而更好的是污泥得以发酵,因此,堆肥过程中的温度变化是我们所要考察的重要指标。(5)pH值污泥一般情况下呈中性;微生物的活动也需要一个微酸性或中性的条件,因此堆肥化时pH一般不需要调整。即使发酵过程中由于产生有机酸,会使pH有所降低,但是随着堆肥的进行,有机酸会被进一步分解为 CO2和H2O,pH会重新上升,堆肥结束时pH值达到7-8之间。(6)外加微生物菌剂 污泥中通常有发酵微生物,只要通风等条件合适,不加菌剂也能发酵,但是为了实现快速堆肥,必须添加菌剂,接种菌剂有固体和溶液菌剂,但是为了节约成本,也可以采用成品回流的方式,回流量占体积的2030即可。1.3 微
21、生物有机肥微生物有机肥是有机固体废物(包括有机垃圾、秸秆、畜禽粪便、饼粕、农副产品和食品加工产生的固体废物)经微生物发酵、除臭和完全腐熟后加工而成的有机肥料。微生物有机肥包括农家肥和商品生物有机肥2、3。1.3.1 微生物有机肥研究进展我国微生物肥料研究可以追溯到20世纪30年代,从我国著名的土壤微生物学专家张宪武教授1937年发表第一篇大豆根瘤菌研究与应用文章算起,已经有近80年的历史。20世纪50年代初中国科学院林业土壤研究所科研人员在张宪武教授的带领下,在东北地区150万公顷土地上大面积推广大豆根瘤菌接种剂技术,平均增产大豆10%以上。前苏联微生物学者也在固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌的研究
22、工作中取得了突破,并大面积推广应用,取得了良好的效果。1958年我国的农业植物根际促生菌用,起到积极促进作用。当前,植物根际促生菌研究异常活跃。1977年Broalbent等人分离得到一株枯草芽孢杆菌(Bacillus.subtilisA13),并成功地应用在农业生产。1988年美国Weller报道枯草芽孢杆菌A13主要是抑制植物病原真菌,并促进多种植物生长,可以提高胡萝卜产量48.0%、燕麦产量33.0%、花生37.0%,应用面积已经达到400万公顷。我国田间应用植物根际促生菌生物制剂始于1979年,到1994年应用面积已达3930万公顷。海洋放线菌MB-97制成的植物根际促生菌生物制剂,应
23、用始于1997年,已经有2万公顷大豆应用该菌剂,平均增产10.0%20.0%。海洋细菌9912制成的植物根际促生菌生物制剂,应用始于2000年(田间试验示范阶段),在大豆、蔬菜等专题评论经济类作物得到应用,平均增产10.0% 18.9% 。1.3.2 微生物有机肥功能及特点微生物有机肥可以调理土壤、激活土壤中微生物活跃率、克服土壤板结、增加土壤空气通透性。减少水分流失与蒸发、减轻干旱的压力、保肥、减少化肥、减轻盐碱损害,在减少化肥用量或逐步替代化肥的情况下,提高土壤肥力,使粮食作物、经济作物、蔬菜类、瓜果类大幅度增产。提高农产品品质、果品色泽鲜艳、个头整齐、成熟集中,瓜类农产品含糖量、维生素含
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 芽孢 杆菌 污泥 处理 中的 应用 研究
链接地址:https://www.31doc.com/p-2412585.html