不同接種率對中溫和高溫厭氧消化的影響研究
發(fā)布時間：2020-12-30 03:47
為研究不同接種率對中溫(35℃)、高溫(55℃)混合厭氧消化過程的影響。實驗以秸稈豬糞混合物作為底物,接種率(接種泥:底物w/w)按0.1,0.2,0.4,0.6,1.2,1.8,2.4,3.0在中溫、高溫下各設(shè)置8組實驗,分析各組甲烷產(chǎn)量、發(fā)酵過程ph、氨氮含量、sCOD、總揮發(fā)酸(VFAs)的含量以及TS、VS的變化情況。結(jié)果表明:在相同接種率下,高溫厭氧系統(tǒng)比中溫厭氧系統(tǒng)的抗酸化能力強,不易發(fā)生酸化。在中溫和高溫條件下,豬糞秸稈共消化不發(fā)生酸化的接種率分別為0.6和0.2(接種泥:底物w/w)。
【文章來源】：環(huán)境科學(xué)與管理. 2020年08期
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
中溫高溫條件下不同接種率pH變化
如圖2所示中溫、高溫厭氧消化下不同接種率對sCOD影響情況。在厭氧消化反應(yīng)中,各組厭氧消化瓶sCOD含量均有所減少。中溫下接種率為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厭氧發(fā)酵瓶sCOD去除率分別為4.91%、4.80%、3.78%、27.96%、47.20%、37.38%、36.40%、11.50%和9.43%。高溫下接種率為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厭氧發(fā)酵瓶sCOD去除率分別為9.08%、8.83%、8.87%、9.59%、53.34%、35.03%、22.67%、16.43%。試驗結(jié)果顯示接種率相同下高溫厭氧消化對溶解性有機物的轉(zhuǎn)化率和sCOD削減能力均高于中溫厭氧消化。2.3 接種率對中溫、高溫厭氧消化中揮發(fā)酸變化的影響
揮發(fā)酸(VFAs)包括乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸,是水解酸化的產(chǎn)物,也是產(chǎn)甲烷過程的底物。乙酸和丙酸是厭氧消化揮發(fā)酸中主要組成部分,乙酸可以直接被產(chǎn)甲烷菌利用,丙酸必須分解為乙酸后才能產(chǎn)生甲烷[10]。如圖3所示中溫、高溫下不同接種率對厭氧消化過程中各種揮發(fā)酸的影響情況。中溫厭氧消化實驗中,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厭氧發(fā)酵瓶起始VFAs含量分別為978.20、1 223.70、1 241.60、1 546.80、2 068.03、2 286.33、2 543.08、2 906.92 mg/L。在第1 d時,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2的實驗組VFAs含量達(dá)到峰值,分別為1 077.08、1 296.48、1 718.80、2 632.30 mg/L。厭氧消化結(jié)束后,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6的VFAs含量分別下降至243.63、181.1、143.24、162.02、6 213.98 mg/L,ISR為0.4、0.2、0.1的揮發(fā)酸總量分別保持在16 670.55、17 289.64、17 811.12 mg/L。ISR為0.6的實驗組VFAs含量的下降具體體現(xiàn)在乙酸含量由6 514.34 mg/L被消耗至1 421.35 mg/L,消耗了78.2%的乙酸。其他揮發(fā)酸含量保持相對穩(wěn)定。高溫厭氧消化實驗中,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的起始VFAs分別為2 622.56、3 406.88、3 783.63、5 146.68、11 194.00、8 394.78、8 871.31、11 583.61 mg/L,隨著厭氧消化反應(yīng)的進行,ISR為3.0的厭氧消化瓶內(nèi)VFAs含量緩慢減少。在第1 d,ISR為2.4、1.8、1.2、0.6的實驗組VFAs含量達(dá)到峰值,分別是4 558.73、4 479.42、6 902.83、13 855.45 mg/L。ISR為0.4、0.2的實驗組VFAs分別在第2 d、第3 d上升至峰值21 587.98和24 573.96 mg/L,隨后逐漸下降。ISR為0.1的厭氧反應(yīng)器內(nèi)VFAs在整個厭氧消化過程都呈現(xiàn)出上升趨勢。厭氧消化結(jié)束后,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的VFAs含量分別為3.34、4.52、3.60、2.77、5 431.95、4 077.62、3 594.40、28 017.26 mg/L。ISR為0.6、0.4、0.2、0.1的乙酸含量分別為3 428.35、2 273.45、1 357.36、21 234.02和21 736.40 mg/L,丙酸含量分別為1 320.54、1 459.24、2 067.25、1 791達(dá)到23和1 983.30 mg/L。高接種量提前了厭氧消化產(chǎn)酸的峰值的出現(xiàn)。2.4 接種率對中溫、高溫厭氧消化中甲烷產(chǎn)量的影響
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]餐廚垃圾與玉米秸稈混合中溫發(fā)酵產(chǎn)氣效果模擬[J]. 蔣滔,李平,任桂英,高立洪,韋秀麗,劉科,李萍,向遠(yuǎn)勇. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報. 2015(01)
[2]農(nóng)作物秸稈沼氣發(fā)酵與直接利用效益比較[J]. 龐鳳梅,李玉浸,楊殿林,劉紅梅. 中國沼氣. 2008(02)
本文編號：2946924
【文章來源】：環(huán)境科學(xué)與管理. 2020年08期
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
中溫高溫條件下不同接種率pH變化
如圖2所示中溫、高溫厭氧消化下不同接種率對sCOD影響情況。在厭氧消化反應(yīng)中,各組厭氧消化瓶sCOD含量均有所減少。中溫下接種率為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厭氧發(fā)酵瓶sCOD去除率分別為4.91%、4.80%、3.78%、27.96%、47.20%、37.38%、36.40%、11.50%和9.43%。高溫下接種率為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厭氧發(fā)酵瓶sCOD去除率分別為9.08%、8.83%、8.87%、9.59%、53.34%、35.03%、22.67%、16.43%。試驗結(jié)果顯示接種率相同下高溫厭氧消化對溶解性有機物的轉(zhuǎn)化率和sCOD削減能力均高于中溫厭氧消化。2.3 接種率對中溫、高溫厭氧消化中揮發(fā)酸變化的影響
揮發(fā)酸(VFAs)包括乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸,是水解酸化的產(chǎn)物,也是產(chǎn)甲烷過程的底物。乙酸和丙酸是厭氧消化揮發(fā)酸中主要組成部分,乙酸可以直接被產(chǎn)甲烷菌利用,丙酸必須分解為乙酸后才能產(chǎn)生甲烷[10]。如圖3所示中溫、高溫下不同接種率對厭氧消化過程中各種揮發(fā)酸的影響情況。中溫厭氧消化實驗中,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厭氧發(fā)酵瓶起始VFAs含量分別為978.20、1 223.70、1 241.60、1 546.80、2 068.03、2 286.33、2 543.08、2 906.92 mg/L。在第1 d時,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2的實驗組VFAs含量達(dá)到峰值,分別為1 077.08、1 296.48、1 718.80、2 632.30 mg/L。厭氧消化結(jié)束后,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6的VFAs含量分別下降至243.63、181.1、143.24、162.02、6 213.98 mg/L,ISR為0.4、0.2、0.1的揮發(fā)酸總量分別保持在16 670.55、17 289.64、17 811.12 mg/L。ISR為0.6的實驗組VFAs含量的下降具體體現(xiàn)在乙酸含量由6 514.34 mg/L被消耗至1 421.35 mg/L,消耗了78.2%的乙酸。其他揮發(fā)酸含量保持相對穩(wěn)定。高溫厭氧消化實驗中,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的起始VFAs分別為2 622.56、3 406.88、3 783.63、5 146.68、11 194.00、8 394.78、8 871.31、11 583.61 mg/L,隨著厭氧消化反應(yīng)的進行,ISR為3.0的厭氧消化瓶內(nèi)VFAs含量緩慢減少。在第1 d,ISR為2.4、1.8、1.2、0.6的實驗組VFAs含量達(dá)到峰值,分別是4 558.73、4 479.42、6 902.83、13 855.45 mg/L。ISR為0.4、0.2的實驗組VFAs分別在第2 d、第3 d上升至峰值21 587.98和24 573.96 mg/L,隨后逐漸下降。ISR為0.1的厭氧反應(yīng)器內(nèi)VFAs在整個厭氧消化過程都呈現(xiàn)出上升趨勢。厭氧消化結(jié)束后,ISR為3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的VFAs含量分別為3.34、4.52、3.60、2.77、5 431.95、4 077.62、3 594.40、28 017.26 mg/L。ISR為0.6、0.4、0.2、0.1的乙酸含量分別為3 428.35、2 273.45、1 357.36、21 234.02和21 736.40 mg/L,丙酸含量分別為1 320.54、1 459.24、2 067.25、1 791達(dá)到23和1 983.30 mg/L。高接種量提前了厭氧消化產(chǎn)酸的峰值的出現(xiàn)。2.4 接種率對中溫、高溫厭氧消化中甲烷產(chǎn)量的影響
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]餐廚垃圾與玉米秸稈混合中溫發(fā)酵產(chǎn)氣效果模擬[J]. 蔣滔,李平,任桂英,高立洪,韋秀麗,劉科,李萍,向遠(yuǎn)勇. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報. 2015(01)
[2]農(nóng)作物秸稈沼氣發(fā)酵與直接利用效益比較[J]. 龐鳳梅,李玉浸,楊殿林,劉紅梅. 中國沼氣. 2008(02)
本文編號：2946924
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