【摘要】：在能源不足和環(huán)境污染的背景下,濕地修復植物的能源化利用備受關注,利用濕地植物營養(yǎng)體進行沼氣厭氧發(fā)酵、制備生物能源具有重要的現(xiàn)實意義。本研究以蘆葦秸稈和牛糞作為發(fā)酵原料,在中溫37.0±1.0oC條件下開展厭氧發(fā)酵實驗,研究了添加銅鹽和鉻鹽對生物能源產氣特性、過程穩(wěn)定性、原料降解以及酶活性的影響,探討了金屬鹽對厭氧發(fā)酵的作用機理。主要結論如下:(1)銅鹽提前了產氣高峰,對累積產氣量有低促高抑的作用,低濃度銅鹽(30mg Cu/L)處理組獲得最高累積產氣量158.82 m L/g TS,比空白對照組高43.62%;高濃度銅鹽(500 mg Cu/L)處理組的累積產氣量最低,為33.77 mL/g TS,比空白對照組低69.46%。厭氧發(fā)酵實驗的pH值存在先降低后恢復升高最后保持平穩(wěn)或略上升的趨勢,低濃度銅鹽加快pH值的降低和回升;高濃度銅鹽延緩pH值的降低和回升。高濃度銅鹽抑制揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度的升高和消耗,低濃度銅鹽促進VFA濃度的升高和消耗,且產氣高峰期時,低濃度銅鹽促進輔酶F_(420)和脫氫酶活性。低濃度銅鹽處理組的產氣量高是由于低中濃度銅鹽對輔酶F_(420)和脫氫酶活性的促進作用;高濃度銅鹽處理組的產氣量低是由于高濃度銅鹽不僅抑制VFA濃度的升高,而且抑制VFA濃度的消耗。(2)鉻鹽的添加有效促進產氣高峰的到來,對累積產氣量有促進作用,鉻鹽濃度越低,累積產氣量越大。低濃度鉻鹽(30 mg Cr/L)處理組獲得最高累積產氣量131.60 mL/g TS,比空白對照組高14.85%。鉻鹽組的pH值變化趨勢與銅鹽組類似,即先降低再升高后平穩(wěn),各濃度鉻鹽均延緩pH值的降低,促進pH值的回升,鉻鹽濃度越高,其延緩和促進作用越明顯。低濃度鉻鹽對VFA濃度的升高有抑制作用,對脫氫酶影響不明顯,對輔酶F_(420)有促進作用;中濃度鉻鹽對輔酶F_(420)有抑制作用,對脫氫酶有促進作用。低中濃度鉻鹽對輔酶F_(420)和脫氫酶的促進作用是其產氣量提高的主要原因。本研究探索了銅鹽和鉻鹽對厭氧發(fā)酵過程的影響,揭示了蘆葦秸稈和牛糞混合厭氧發(fā)酵體系的變化過程,研究結果對濕地植物資源化利用與生物質發(fā)酵工藝優(yōu)化具有指導意義。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X71
【圖文】：

技術路線圖

華北電力大學碩士學位論文海洋格生物工程設備有限公司生產的發(fā)采用自動攪拌不銹鋼發(fā)酵系統(tǒng)，型號：系統(tǒng)、pH/ORP 檢測系統(tǒng)及控制軟件系管。整個系統(tǒng)的輔助設備有水箱、電極積為20 L，溫控范圍為5.0-65.0oC，pH控0-2000 mV。

華北電力大學碩士學位論文顯高于 U3，該階段各組累積產氣量比較 U1>U2>CK>U3。在厭氧發(fā)酵的后，U2、U3 處理組的累積產氣量趨于平穩(wěn)，CK、U1 處理組的累積產氣微上升趨勢，U1 組的上升趨勢尤為明顯。各組分別于第 25 天、第 28 天和第 23 天約達到相應的總產氣量的 90%，說明適當濃度的銅鹽可以促進，縮短厭氧發(fā)酵的周期，而高濃度的銅鹽會抑制產氣。一般在實際生產中量達到總產氣量的 90%以上即可認為發(fā)酵基本完成，所用時間 T90記為 ]，因此，從周期長短判斷，銅鹽中添加量（U2）更適合于實際應用。

【參考文獻】

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本文編號：2745533