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【生物与环境科学专题研究报告】
废弃菌糠变身清洁能源的创新性研究

石家庄市第二中学(河北省实验中学) 武文欣
指导教师: 韩荣珍朱月敏

【生物与环境科学专题研究报告】
废弃菌糠变身清洁能源的创新性研究
学校:石家庄市第二中学
项目作者:武文欣
指导教师:韩荣珍朱月敏
废弃菌糠变身清洁能源的创新性研究
石家庄市第二中学(河北省实验中学) 武文欣
指导教师: 韩荣珍朱月敏
【摘要】
本研究以废弃金针菇菌糠为原料生产沼气,通过进行原料预处理实验,建立了一套系统的金针菇菌糠发酵生产沼气的技术体系。发酵有机负荷为6-8%、C/N为25/1、-、沼气池污泥为接种物,接种量30%,·d、··d添加Fe、Co、Ni元素,再添加微生物混合菌剂进行常温发酵应用,,%,%。该技术为沼气生产提供技术指导,不仅使废弃的物质资源得到深度开发和循环利用,而且对缓解能源危机、保护生态环境等方面具有重要意义。
关键词:金针菇菌糠;沼气;厌氧发酵
实施地点:河北省科学院生物研究所
石家庄市二中生物实验室
实施时间:2009年7月——2010年11月
选题背景
2009年4月,我随母亲回灵寿老家探亲,发现道路两旁堆积了许多黑乎乎的东西,心中带着些许疑问回了家。正值中午,发现老家的人早不用小炉灶烧干柴做饭了,家家户户都建起了沼气池,以往那种冒着滚滚黑烟在灶台旁忙活的景象也看不见了。
问过家里人以后得知这一带大部分农民以栽培金针菇为主要副产业,路边这些是被农家废弃的食用菌菌糠,不仅造成了对周边环境的严重污染,还造成了资源的极大浪费。突然我想到了沼气,那是不是可以用菌糠来生产沼气呢,使其变废为宝?
回家后我立即查阅了有关食用菌菌糠的知识,了解到随着食用菌产业化、工厂化的蓬勃发展,其生产后的废料——菌糠愈来愈多,据估计,我国每年的菌糠生产量已达500~600万吨。菌糠为栽培各种菌类后剩下的废弃物,其营养成分比较丰富, 由于其内含有氨基酸、蛋白质及其他的营养物质,有“菌体蛋白”之称。这么大一笔丰富的可再利用资源,除少量被用作畜禽饲料外,大部分当作废料而被随便扔掉或是燃烧。另外由于菌糠中又含有大量的菌丝体,适宜霉菌和害虫的生长和繁衍,增加空气中霉菌孢子和害虫的数量
,给大气造成污染。
我国是世界上较早开发应用沼气的国家之一。据查,自20世纪20年代初罗国瑞先生成功研发中国第一个具有实用价值的***库—中华国瑞天然***库,点燃了第一盏中华牌沼气“神灯”算起,我国有目的开发利用沼气至今已80多年了。现在沼气技术已经得到了大力推广,并且国家给予了一定的资金支持。然而,我国目前生产沼气的用料主要是牛粪,但是由于养牛业集中化、规模化,一些地区牛粪资源相对较少,农户获取原料较困难,并且随着新农村建设快速发展,农村庭院养殖不仅远离民宅,且规模越来越小,畜禽粪便在沼气发酵中的比例明显降低,所以需要寻找一些替代原料。
将两者一联系起来我眼前一亮,我请教了学校的韩荣珍老师、朱月敏老师和河北省科学院生物研究所的张丽萍研究员。了解到我国是食用菌生产大国,据中国食用菌协会统计,×107t,占全球总产量的70%以上。尤其我的家乡河北灵寿一带主要以栽培食用金针菇为主。伴随着栽培技术的推广,栽培金针菇的农户越来越多,每年就有大量的菌渣产生,这些被随便地就地堆置或直接施入田中,不仅造成了农业有机资源的巨大浪费,还造成了周围环境的恶化。然而目前对食用菌菌渣的利用研究大多集中在单个领域且研究不够透彻,菌渣不能综合、有效的利用。
当我提出把菌糠当做沼气发酵的原料的想法时,马上得到了老师们的充分肯定,并且给我详细介绍了沼气发酵的主要过程、作用方式和技术要点,鼓励我开展一些这方面的试验。张老师说菌糠由于其中丰富的营养物质为产甲烷菌长期繁殖提供了基础,可以作为沼气生产原料。另外菌糠易于粉碎的特点不仅可以缩短投料前的准备时间,还能缩短发酵时间,降低换料工作量等。另一方面,利用菌糠作为沼气原料,可形成农作物-食用菌-沼气-有机肥、饲料-农作物生物质循环利用的高效生态农业模型,不仅使物质资源得到深度开发和循环利用,而且对缓解能源危机、保护生态环境、减少疾病发生、提高农产品品质、增加农民收入等方面具有重要意义。
根据这些知识背景,带着浓厚的科研兴趣,在老师的指导下,我决心进行金针菇菌糠发酵生产沼气的研究,并做了实验方案设计,对试验进度进行了大体的安排。
2009年9月~2010年9月,我在河北省科学院生物研究所开始了研究,在工作期间我熟悉了智能鼓风干燥箱,