温度及总固体浓度对实验动物粪便厌氧发酵产气特性的影响

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1、温度及总固体浓度对实验动物粪便厌氧发酵产气特性的影响摘要：为了探究温度、总固体浓度对实验动物粪便厌氧发酵产气量和产生沼气的成分的影响，确定实验动物粪便发酵的最佳温度和最佳进料量，通过自行设计的厌氧发酵装置，在恒温30℃、35℃、40℃、45℃、50℃条件下，分别进行了总固体浓度为8%、10%、12%、14%、16%、18%的厌氧发酵实验。本试验以清洁级（CL）L和7557mL，且随着总固体浓度的增加，累积产气量有上升趋势；以普通级（CV）科研用实验兔粪便和秸秆为发酵原料时，由于pH过低，造成了试验失败，可见pH对于厌氧发酵的启动

2、有着重要的影响。中国1/vie　　关键词：温度；浓度；厌氧发酵；沼气；产气量　　中图分类号：S216.4文献标识码：ADOI：10.11974/nyyjs.20170132009　　引言　　随着科技、医疗水平的不断进步，各项医疗研究工作的快速发展，实验动物在医学研究与探索中的使用越来越普遍，并且它对于医疗事业的快速发展起到及其重要的作用。近些年来，各大医院、研究所、高等院校纷纷建立了自己独立的实验动物研究中心。实验动物的大规模应用和饲养，随之也就产生了大量的实验动物粪便。因此，实验动物粪便的处理成为各实验动物研究中心的一大难题。

3、将实验动物粪便厌氧发酵，转化为清洁能源沼气是一种合理的处理方式，并且对于由实验动物粪便引起的环境污染有十分重要的意义。　　在厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢最终产生沼气是一个复杂的生物化学反应过程，其厌氧发酵效果受很多因素的影响，例如温度、浓度、接种物、接种量、pH等。李金平等研究了温度对鲜牛粪厌氧发酵产沼气的成分影响，王法武等研究了温度对以牛、兔和熊粪便为发酵原料时甲烷产量的影响。周丹丹等研究了温度对高浓度恒温厌氧发酵产沼气成分的影响，宋籽霖等探索了温度、发酵料液总固体浓度和产气量之间的关系。王菲等研究了不同碳氮比对干法厌

4、氧发酵产沼气及沼渣造肥的影响。国内外对于动物粪便厌氧发酵的探究都是以畜禽动物粪便为原料，并且对它们厌氧发酵的工艺条件都已经有了较为深入的探究，但是对于实验动物粪便的探究并没有查阅到相关材料。　　本试验在厌氧发酵理论和实践的基础上，系统的探究了在不同恒温条件下，总固体浓度对实验动物粪便沼气发酵产气量和气体中甲烷含量进行分析。旨在为确定实验动物粪便沼气发酵最佳条件、提高产气量提供依据。　　1材料与方法　　1.1试验材料　　试验材料与按种物：实验动物粪便，取自吉林大学实验动物中心，粉碎处理；秸秆，取自吉林农业大学试验田；接种物，常温发

5、酵池中的沼液。　　1.2试验装置　　本试验所用的试验装置为自行设计的恒温厌氧发酵装置，主要由恒温水浴锅、发酵瓶、集气瓶和集水瓶4部分组成，如图1，各装置间通过橡胶管和玻璃管连接。选用1000mL的广口瓶作为发酵瓶和集气瓶，并用13号胶塞密封，接口处用凡士林密封，1000mL的烧杯收集排出的水，然后用量筒进行测量。　　1.3试验方法　　1.3.1试验前期准备　　1.3.1.1总固体质量分数（Ts）的测定　　利用恒温干燥箱。计算方法如下所示：　　TS=A/B×100%　　式中：A――样品烘干后的质量；B――样品鲜质量。　　1.3.1

6、.2发酵原料碳氮比的测定　　利用K2Cr2O7外热源法测量含碳量，计算方法如下所示：式中V2――样品消耗的硫酸亚铁铵量（mL）；　　V1――空白消耗的硫酸亚铁铵量（mL）；　　N――酸亚铁的当量浓度值；　　0.03――消耗1mg当量的重铬酸钾相当于0.03g有机碳；　　1.1――氧化率，校正系数；　　L）；　　V0――白消耗22SO4标准液的体积（mL）；　　0.014――每毫克当量氮的重量（g）；　　W――样品干重（g）。　　1.3.2试验设计　　本试验以清洁级（CL）L广口瓶作为发酵瓶，投料总容积为80%，并把混合液的比重假

7、设为1，接种量为料液总量的30%（240g），计算出应加入的实验动物粪便、秸秆和水的重量（详细配置比见表3）。投料前分别对实验动物粪便和秸秆进行粉碎处理，然后将它们装入发酵瓶中，并搅拌均匀。发酵温度为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，每个温度下设定8%、10%、12%、14%、16%、18%6个总固体浓度。　　1.4测定项目和方法　　1.4.1总固体质量分数（totalsolid，TS）　　测定方法和结果见试验前期准备。