畜禽养殖的快速发展产生大量畜禽粪便,未经处置或处理不当的畜禽粪便对环境产生严重污染,影响人们生产生活,引发社会的强烈不满,一系列畜禽粪便引起的环境问题的爆发,严重阻碍我国畜禽养殖产业的可持续发展。目前我国集约化畜禽养殖场对于粪便处理主要有两种方法。一种是畜禽粪便直接发酵制沼气,但剩余沼液属于高浓度污染物,依然存在去向难、运输难、储存难等问题。沼气是新能源的再利用,但不是解决畜禽粪污环保问题的措施。另一种是通过螺旋挤压机进行固液分离,将粪便中的干物质与液体分离开来,得到含水率小于65%的固体物质和液体浓浆。固体物质经发酵堆肥,制成有机肥料,技术已经成熟,但液体浓浆含水率高达90%,尤其是奶牛粪污的液体浓浆,呈胶体状态,难降解,难分离,仍为难处理污染物。一般情况牛粪浓浆水COD(50000-90000 mg/L)、SS(60000-70000 mg/L)都非常高,通常的污水处理技术如絮凝沉淀、厌氧生化、好氧生化等手段都难以处理这类污水。本论文以奶牛粪污固液分离后的浓浆污水、奶牛粪污沼气化处理后的沼液为处理对象,利用浓浆和沼液中丰富的有机物质作为培养基,进行光合细菌发酵及其应用研究。由于浓浆和沼液均呈现难降解、难分离的胶体状态,故本研究首先筛选出三种适用于牛粪浓浆的絮凝剂,将其固形物沉淀,降低其SS、浊度和色度,得到可作为光合细菌培养基的牛粪浓浆水上清液。同时将筛选的絮凝剂用于沼液处理。再将牛粪浓浆水上清液作为光合细菌培养基,探讨用不同絮凝剂处理浓浆水后得到的上清液对光合细菌生长的影响,分析不同接种量、光照、添加营养物质(醋酸钠、氯化铵)以及部分循环连续培养下光合细菌的生长趋势,用OD660值法检测和表征光合细菌相对含量。实验中将絮凝剂壳聚糖作用于光合细菌浓缩得到光合细菌凝胶。最后用筛选的絮凝剂在新希望青白江牧场进行试验,取得了令人满意的效果。按本研究方法大规模生产光合细菌菌液,作为叶面肥施用于烟草、洋葱和水稻,以考察其肥效。本硕士论文得到以下主要结论:(1)三种絮凝剂对牛粪水均能产生絮凝作用,三种絮凝剂对色度的降低均能达到94%,壳聚糖和絮凝剂JP-1对浊度的去除率均能达到99%。(2)经过絮凝剂JP-1处理后的牛粪浓浆水上清液、沼液上清液和沼液反渗透浓缩液为原料的培养基中,接种光合细菌,36 h后光合细菌均出现明显的快速生长现象,而用另外两种絮凝剂(絮凝剂LSR和壳聚糖)处理后的牛粪浓浆水清液作为培养基,无光合细菌生长现象。分析原因可能是牛粪浓浆水上清液中残留的絮凝剂LSR和絮凝剂壳聚糖对光合细菌的生长产生抑制作用。(3)本研究筛选出的絮凝剂JP-1同样适用于沼液处理,成功从沼液中絮凝分离得到上清液。此上清液同样可作为培养基原料来培养光合细菌。且沼液上清液通过反渗透处理可以降解为清水和浓缩液体。清水可达标排放,浓缩液体可作为培养基原料来培养光合细菌,成功解决沼液后续处理问题。(4)以絮凝剂JP-1处理后的牛粪浓浆水上清液为培养基,在温度为35.5℃、p H为7.67-7.98、接种量为10%(v:v),40 W白炽灯光照72 h的条件下培养光合细菌,其菌液吸光度可达到2.2以上。且在相同条件下,以牛粪浓浆水上清液为培养基可以进行光合细菌部分循环连续培养。在牛粪浓浆水上清液培养基中添加醋酸钠和氯化铵对光合细菌生长影响不大。(5)本研究将壳聚糖絮凝剂用于光合细菌浓缩沉降,形成光合细菌凝胶。壳聚糖用量为0.02%时,光合细菌沉降效率R最大可达98%。所得光合细菌凝胶避光保存6个月仍保持菌体活性,重新培养,得到吸光度为2.0的光合细菌菌液。(6)本研究方案用于牧场现场试验,成功分离牧场新产牛粪浓浆水,得到牛粪浓浆水上清液用于工厂培养光合细菌,得到吸光度平均值高于2.2的光合细菌菌液。将其施用于烟草、洋葱和水稻时,产量分别增加20.8%、30.0%和5.6%。以奶牛粪污固液分离后的浓浆污水、奶牛粪污沼气化处理后的沼液为原料的光合细菌培养方法经济可行,具有广阔的应用前景。