褐鐵礦強化水稻秸稈和牛糞厭氧干發(fā)酵產甲烷研究
發(fā)布時間:2022-02-16 00:10
我國農業(yè)有機廢棄物數(shù)量巨大,主要包括農作物秸稈和畜禽糞便,但是目前缺乏對其進行有效處理和資源化利用的方法,因此農業(yè)有機廢棄物污染的治理是目前亟待解決的主要問題之一。厭氧干發(fā)酵技術是處理農業(yè)有機廢棄物并產生沼氣和生產有機肥料的一種的方法,該方法具有廣闊的應用前景。總固體(TS)含量和外源添加劑是影響有機質產甲烷過程的重要影響因素。本文主要研究了褐鐵礦添加量,干物質添加量以及微量元素Co、Ni對秸稈牛糞混合厭氧干發(fā)酵產甲烷過程的影響,并對沼渣及其液相特性進行表征,同時對發(fā)酵體系中微生物群落結構也進行了研究。結果表明:秸稈與牛糞為混合底物,以厭氧污泥接種進行厭氧干發(fā)酵時,當TS含量為25%,褐鐵礦添加可以促進有機廢棄物的厭氧干發(fā)酵過程。添加1%褐鐵礦對產甲烷促進作用最強,產氣量相比于對照組增加了190 mL,甲烷產率為601±28mL/gVS,比對照組增加了29.6%。除此,在褐鐵礦添加量為1%,5%和10%的反應器中,最大甲烷產生速率分別提高了30.3±2.1%,20.4±1.9%和18.5±1.7%。褐鐵礦添加可顯著促進粗蛋白的降解,其體系中的降解效率為38.1±6.6%4
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
秸稈表面結構掃描電鏡圖(a:原始秸稈;b:無褐鐵礦添加;c:1%褐鐵礦添加;d:5%褐鐵礦添加)
圖 4.6 秸稈表面結構掃描電鏡圖(a:原始秸稈;b:無褐鐵礦添加;c:Co、Ni 添加;d:1%褐鐵礦和 Co、Ni 添加)Fig 4.6 The SEM images of straw surface structure (a: raw straw; b: the straw of no limoniteaddition; c: Co、Ni addition; d: 1% limonite and Co、Ni addition)4.4 本章小結(1)秸稈與牛糞為混合底物,以發(fā)酵沼液接種進行厭氧干發(fā)酵,褐鐵礦及 Co、Ni 元素添加對甲烷含量無顯著影響,甲烷含量大約在第 25 天時達到峰值并趨于穩(wěn)定,穩(wěn)定后的甲烷含量在 55%~57%之間變化。(2)褐鐵礦及微量元素的添加可顯著促進甲烷產量和甲烷產率,甲烷產量和甲烷產率分別為 2445 ± 181 mL 和 449.8 ± 44.3 mL/gVS(基于降解 VS),分別提高了 45.5%和 39.0%。(3)褐鐵礦及微量元素的添加可顯著降低底物中 TOC 含量,且增加氨氮及總氮含量,即促進了含氮物質的降解。褐鐵礦及微量元素的添加可顯著促進半纖維素的降解,其降解率超過 90%,對纖維素的降解無顯著影響。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]微量元素Fe、Ni對污泥厭氧消化優(yōu)化調理[J]. 楊光,張光明,張盼月,楊安琪,王園園,唐翔. 環(huán)境工程學報. 2017(09)
[2]溫度底物濃度和微量元素對牛糞厭氧發(fā)酵產沼氣的影響[J]. 賈麗娟,俞芳,寧平,熊向峰,王紅斌,劉天成,王博濤. 農業(yè)工程學報. 2014(22)
[3]國內外干式厭氧發(fā)酵技術與工程現(xiàn)狀[J]. 梁芳,包先斌,王海洋,陳祥. 中國沼氣. 2013(03)
[4]微量元素對沼氣厭氧發(fā)酵的影響[J]. 張萬欽,吳樹彪,郎乾乾,董仁杰. 農業(yè)工程學報. 2013(10)
[5]秸稈厭氧消化預處理技術綜述[J]. 李淑蘭,梅自力,張國治,劉萍. 中國沼氣. 2011(05)
[6]秸稈厭氧干發(fā)酵產沼氣關鍵技術及問題探討[J]. 朱德文,曹成茂,陳永生,李瑞容,曲浩麗. 中國農機化. 2011(04)
[7]沼氣干發(fā)酵技術研究進展[J]. 李強,曲浩麗,承磊,張云飛,賀靜,陳永生,尹小波. 中國沼氣. 2010(05)
[8]pH值對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響[J]. 王永澤,邵明勝,王志,陳雄,李冬生,王金華. 安徽農業(yè)科學. 2009(31)
[9]以豬糞為發(fā)酵底物厭氧發(fā)酵產氫工藝的優(yōu)化[J]. 王媛媛,張衍林. 農業(yè)工程學報. 2009(09)
[10]厭氧干發(fā)酵技術研究進展[J]. 朱圣權,張衍林,張文倩,張俊峰. 可再生能源. 2009(02)
碩士論文
[1]鐵和鎳鹽對蘆葦—牛糞混合物厭氧發(fā)酵的影響[D]. 王利君.華北電力大學 2014
[2]畜禽糞便厭氧干發(fā)酵處理攪拌反應器的研究設計[D]. 甘如海.華中農業(yè)大學 2004
本文編號:3627531
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
秸稈表面結構掃描電鏡圖(a:原始秸稈;b:無褐鐵礦添加;c:1%褐鐵礦添加;d:5%褐鐵礦添加)
圖 4.6 秸稈表面結構掃描電鏡圖(a:原始秸稈;b:無褐鐵礦添加;c:Co、Ni 添加;d:1%褐鐵礦和 Co、Ni 添加)Fig 4.6 The SEM images of straw surface structure (a: raw straw; b: the straw of no limoniteaddition; c: Co、Ni addition; d: 1% limonite and Co、Ni addition)4.4 本章小結(1)秸稈與牛糞為混合底物,以發(fā)酵沼液接種進行厭氧干發(fā)酵,褐鐵礦及 Co、Ni 元素添加對甲烷含量無顯著影響,甲烷含量大約在第 25 天時達到峰值并趨于穩(wěn)定,穩(wěn)定后的甲烷含量在 55%~57%之間變化。(2)褐鐵礦及微量元素的添加可顯著促進甲烷產量和甲烷產率,甲烷產量和甲烷產率分別為 2445 ± 181 mL 和 449.8 ± 44.3 mL/gVS(基于降解 VS),分別提高了 45.5%和 39.0%。(3)褐鐵礦及微量元素的添加可顯著降低底物中 TOC 含量,且增加氨氮及總氮含量,即促進了含氮物質的降解。褐鐵礦及微量元素的添加可顯著促進半纖維素的降解,其降解率超過 90%,對纖維素的降解無顯著影響。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]微量元素Fe、Ni對污泥厭氧消化優(yōu)化調理[J]. 楊光,張光明,張盼月,楊安琪,王園園,唐翔. 環(huán)境工程學報. 2017(09)
[2]溫度底物濃度和微量元素對牛糞厭氧發(fā)酵產沼氣的影響[J]. 賈麗娟,俞芳,寧平,熊向峰,王紅斌,劉天成,王博濤. 農業(yè)工程學報. 2014(22)
[3]國內外干式厭氧發(fā)酵技術與工程現(xiàn)狀[J]. 梁芳,包先斌,王海洋,陳祥. 中國沼氣. 2013(03)
[4]微量元素對沼氣厭氧發(fā)酵的影響[J]. 張萬欽,吳樹彪,郎乾乾,董仁杰. 農業(yè)工程學報. 2013(10)
[5]秸稈厭氧消化預處理技術綜述[J]. 李淑蘭,梅自力,張國治,劉萍. 中國沼氣. 2011(05)
[6]秸稈厭氧干發(fā)酵產沼氣關鍵技術及問題探討[J]. 朱德文,曹成茂,陳永生,李瑞容,曲浩麗. 中國農機化. 2011(04)
[7]沼氣干發(fā)酵技術研究進展[J]. 李強,曲浩麗,承磊,張云飛,賀靜,陳永生,尹小波. 中國沼氣. 2010(05)
[8]pH值對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響[J]. 王永澤,邵明勝,王志,陳雄,李冬生,王金華. 安徽農業(yè)科學. 2009(31)
[9]以豬糞為發(fā)酵底物厭氧發(fā)酵產氫工藝的優(yōu)化[J]. 王媛媛,張衍林. 農業(yè)工程學報. 2009(09)
[10]厭氧干發(fā)酵技術研究進展[J]. 朱圣權,張衍林,張文倩,張俊峰. 可再生能源. 2009(02)
碩士論文
[1]鐵和鎳鹽對蘆葦—牛糞混合物厭氧發(fā)酵的影響[D]. 王利君.華北電力大學 2014
[2]畜禽糞便厭氧干發(fā)酵處理攪拌反應器的研究設計[D]. 甘如海.華中農業(yè)大學 2004
本文編號:3627531
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