發(fā)布時間：2018-05-22 19:46

  本文選題：豬場沼液 + 污水特性��； 參考：《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院》2016年博士論文

【摘要】：沼氣工程作為節(jié)能減排措施被大量應(yīng)用在畜禽養(yǎng)殖場,但對于沼液C、N氣體排放的研究幾乎處于空白狀態(tài)。本文以豬場沼液為研究對象,采用動態(tài)箱法探討了包括糞水特性、環(huán)境溫度、貯存深度、貯存時間等參數(shù)對豬場沼液貯存過程中CH4、N_2O、NH3、NO、CO2等碳氮氣體排放特性的影響,并結(jié)合PCR,DGGE,Illumina MiSeq高通量測序等微生物學(xué)手段探討了影響氣體排放的微生物學(xué)機理,主要研究結(jié)論如下:(1)較高的貯存溫度和溶解氧(DO)水平下,由于大量排放N_2O有可能造成沼液溫室氣體(GHG)排放超過原水。本實驗在溫度30℃、DO濃度2.2-6.3 mg L-1條件下,盡管沼液貯存產(chǎn)生CH4,NH3分別比原水低98.9%和45.5%,但由于沼液產(chǎn)生的N_2O比原水高360.7%,使得沼液GHG排放比原水高5.1%。沼液自身較低的COD/TN比特性(1.6:1)是造成其大量N_2O排放的關(guān)鍵因素。原水和沼液貯存過程CH4排放特性的差異與原水與沼液內(nèi)產(chǎn)甲烷菌種屬的差異有關(guān),而N_2O排放特性差異與氨氧化菌數(shù)量的差異有關(guān)。(2)在貯存深度低于兩米條件下,貯存深度對沼液溫室氣體排放無顯著性影響。1.0m、1.5m和2.0m這三種貯存深度下,單位體積沼液的累積溫室氣體排放當(dāng)量分別為15.1±2.2、16.6±1.9、16.6±1.2 kg CO2-eq m-3。但貯存深度越高,沼液貯存的NH3,CO2和N_2O排放均越低,即2.0m的貯存深度最利于氣體減排。在本實驗條件下,沼液不同貯存深度對產(chǎn)甲烷菌多樣性沒有影響,但2.0 m貯存深度沼液中產(chǎn)甲烷菌的相對豐度較高。(3)溫度對沼液貯存C、N氣體排放具有重要影響,15℃是氣體排放的臨界溫度。在貯存溫度低于15℃時,CH4、N_2O、NH3和NO的氣體排放均處于很低的水平,且各溫度間無顯著性差異。隨著貯存溫度升高,氣體排放水平增大。25℃是出現(xiàn)N_2O排放顯著提高的關(guān)鍵溫度,5,10,15,20℃下N_2O排放因子為0.0003-0.0006 kg N_2O-N kg-1 N,25℃條件下N_2O排放因子為0.0035 kg N_2O-N kg-1 N,但20和25℃兩個貯存溫度下NH3排放無顯著差異。5-25℃條件下,貯存前后TN損失率為8.9%-41.9%,其中NH3-N為最主要的損失形式;當(dāng)貯存溫度達(dá)到20-25℃,NH3-N損失約占初始TN的25%。(4)高通量測序發(fā)現(xiàn),沼液貯存的產(chǎn)甲烷菌群與沼氣發(fā)酵過程不同。沼液貯存中亞硝化單胞菌屬Nitrosomonas與沼液N_2O產(chǎn)生直接相關(guān),Vulcanibacillus,Castellaniella和Thermomonas可能是導(dǎo)致N_2O排放重要的反硝化菌群;沼液貯存過程中優(yōu)勢產(chǎn)甲烷菌群為Methanobrevibacter甲烷短桿菌和Methanosaeta甲烷鬃毛菌;腸桿菌Enterobacter由于能為氫營養(yǎng)型甲烷菌提供氫而對CH4合成排放具有重要作用。(5)綜合提出,對于沼液貯存,在保證貯存溫度低于25℃,貯存深度在2m的條件下,理論上可使沼液的貯存過程獲得最佳的GHG排放控制效果。同時研究結(jié)果對編制國家氣體排放清單和制定沼液貯存減排措施具有參考價值。
[Abstract]:As a measure of energy saving and emission reduction, biogas engineering has been widely used in livestock and poultry farms, but the study on methane gas emissions from biogas is almost blank. In this paper, the dynamic box method was used to study the effects of the parameters such as fecal water characteristics, environmental temperature, storage depth and storage time on the carbon and nitrogen emission characteristics of Ch _ 4N _ 2O _ 3-NH _ 3O _ 3 no _ 2 _ 2 during the storage of pig biogas liquid. The microbiological mechanism of gas emission was discussed by means of high throughput sequencing of Illumina MiSeq. The main conclusions were as follows: 1) at high storage temperature and DOO level. A large amount of N2O emissions may result in more greenhouse gas emissions from biogas than from raw water. In this experiment, at 30 鈩，

本文編號：1923372