雞糞干式厭氧消化氨抑制解除技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-10 04:15
規(guī)模化養(yǎng)雞業(yè)在提高生產(chǎn)效率的同時(shí),也導(dǎo)致雞糞在一些地區(qū)大量集中產(chǎn)生。這些雞糞如不妥善處理,將會(huì)給養(yǎng)雞場周邊環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。厭氧消化(沼氣發(fā)酵)技術(shù)既能降解有機(jī)污染物,又能生產(chǎn)清潔能源和有機(jī)肥料,是綠色環(huán)保的雞糞處理利用手段。在實(shí)際應(yīng)用中,通常采用濕式厭氧消化技術(shù)(Wet20Anaerobic20Digestion,WAD)處理雞糞生產(chǎn)沼氣,也就是在進(jìn)料前用水將雞糞稀釋成總固體(TS)濃度小于10%的料液。在濕式厭氧消化過程中,加水稀釋雞糞不僅浪費(fèi)水資源,增加料液加熱能耗,而且產(chǎn)生大量液態(tài)發(fā)酵殘余物——沼液。數(shù)量大、養(yǎng)分低的沼液難以在規(guī)模雞場周邊就近消納,運(yùn)往異地消納又存在運(yùn)輸費(fèi)用高的問題,因此,沼液的處理利用給雞糞濕式發(fā)酵沼氣工程帶來了很大挑戰(zhàn)。干式厭氧消化(Dry20Anaerobic20Digestion,DAD)具有不加水稀釋和發(fā)酵殘余物容易利用等優(yōu)點(diǎn),是較為理想的雞糞處理沼氣生產(chǎn)技術(shù),已經(jīng)引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。然而,從文獻(xiàn)報(bào)道看,以往還沒有成功運(yùn)行的純雞糞干式厭氧消化小試或工程應(yīng)用案例,主要是因?yàn)殡u糞中氮含量高,消化過程會(huì)產(chǎn)生氨抑制,導(dǎo)致干式厭氧消化甲烷產(chǎn)量降低甚至產(chǎn)氣失敗。本...
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
附件
摘要
abstract
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 雞糞產(chǎn)量及危害
1.2 雞糞組成及處理方法
1.2.1 雞糞組成
1.2.2 雞糞的處理方法
1.3 雞糞厭氧消化
1.3.1 厭氧消化工藝類型
1.3.2 雞糞干式厭氧消化的障礙
1.4 氨抑制過程
1.4.1 氨的生成途徑
1.4.2 氨抑制閾值
1.4.3 氨抑制機(jī)制
1.4.4 厭氧微生物對(duì)氨的耐受性
1.5 緩減氨抑制的方法
1.5.1 稀釋
1.5.2 氨吹脫
1.5.3 混合發(fā)酵
1.5.4 pH值和溫度調(diào)節(jié)
1.5.5 添加吸附劑
1.5.6 補(bǔ)充微量元素
1.5.7 微生物菌群馴化和生物強(qiáng)化
1.6 研究的提出、研究主要內(nèi)容及技術(shù)路線
1.6.1 研究的提出
1.6.2 研究主要內(nèi)容及技術(shù)路線
第二章 接種污泥的篩選
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 污泥來源沼氣工程及厭氧消化試驗(yàn)裝置基本情況
2.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3 全自動(dòng)甲烷潛力測試系統(tǒng)
2.2.4 甲烷產(chǎn)生性能擬合模型
2.2.5 微生物群落分析
2.2.6 理化指標(biāo)分析方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 厭氧污泥理化特性
2.3.2 污泥殘余產(chǎn)氣潛力
2.3.3 污泥比產(chǎn)甲烷活性(SMA)
2.3.4 微生物多樣性
2.3.5 微生物群落結(jié)構(gòu)
2.3.6 氨氮耐受能力
2.4 本章小結(jié)
第三章 雞糞連續(xù)干式厭氧消化溫度調(diào)控
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗(yàn)材料
3.2.2 試驗(yàn)裝置
3.2.3 雞糞連續(xù)干式厭氧消化試驗(yàn)
3.2.4 溫度沖擊試驗(yàn)
3.2.5 分析方法
3.2.6 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 產(chǎn)氣性能
3.3.2 雞糞干式厭氧消化體系的穩(wěn)定性
3.3.3 溫度沖擊對(duì)干式厭氧消化啟動(dòng)的影響
3.3.4 微生物群落特征
3.4 本章小結(jié)
第四章 添加吸附劑緩減雞糞干式厭氧消化過程氨抑制的效果
4.1 導(dǎo)言
4.2 材料和方法
4.2.1 試驗(yàn)材料
4.2.2 雞糞連續(xù)干式厭氧消化試驗(yàn)
4.2.3 分析方法
4.3 結(jié)果和討論
4.3.1 產(chǎn)氣性能
4.3.2 總固體(TS)和揮發(fā)性固體(VS)的去除
4.3.3 總氨氮(TAN)和游離氨(FAN)的變化
4.3.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性
4.4 本章小結(jié)
第五章 添加吸附劑緩減雞糞干式厭氧消化過程氨抑制的機(jī)制
5.1 導(dǎo)言
5.2 材料和方法
5.2.1 試驗(yàn)材料
5.2.2 氨氮飽和吸附試驗(yàn)
5.2.3 氨氮解吸試驗(yàn)
5.2.4 分析方法
5.2.5 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
5.3 結(jié)果和討論
5.3.1 吸附劑對(duì)銨的吸附能力
5.3.2 大分子有機(jī)物水解
5.3.3 功能性微生物富集
5.3.4 顆;钚蕴扛纳齐u糞干式厭氧消化性能的路徑分析
5.3.5 本研究的意義和應(yīng)用前景
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)電碳顆粒促進(jìn)污泥厭氧消化及微生物種間電子傳遞的研究進(jìn)展[J]. 姜謙,張衍,劉和. 微生物學(xué)通報(bào). 2019(08)
[2]2018年全球肉雞生產(chǎn)、貿(mào)易及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)政策研究報(bào)告[J]. 張怡,辛翔飛,孟凡瑞,王濟(jì)民. 中國家禽. 2019(02)
[3]添加活性炭的豬糞厭氧干發(fā)酵研究[J]. 鄭盼,尹芳,張無敵,趙興玲,吳凱,王昌梅,柳靜,楊紅. 中國沼氣. 2018(01)
[4]豬糞干式沼氣發(fā)酵中試研究[J]. 徐則,鄧良偉,王伸,王智勇. 中國沼氣. 2016(06)
[5]互營氧化產(chǎn)甲烷微生物種間電子傳遞研究進(jìn)展[J]. 張杰,陸雅海. 微生物學(xué)通報(bào). 2015(05)
[6]不同原料配比對(duì)厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)氣量VFA和脫氫酶活性的影響[J]. 張洪賓,谷潔,孫薇,高華,王小娟. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]減少雞糞中臭味物質(zhì)含量的措施[J]. 楊桂芹,寧志利,劉顯軍,田河. 中國家禽. 2006(10)
[8]輔酶F420作為厭氧污泥活性指標(biāo)的研究[J]. 唐一,胡紀(jì)萃. 中國沼氣. 1990(01)
博士論文
[1]高濃度雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷的氨抑制研究[D]. 聶紅.中國石油大學(xué)(北京) 2016
碩士論文
[1]豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其應(yīng)對(duì)策略[D]. 王伸.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2017
本文編號(hào):3178659
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
附件
摘要
abstract
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 雞糞產(chǎn)量及危害
1.2 雞糞組成及處理方法
1.2.1 雞糞組成
1.2.2 雞糞的處理方法
1.3 雞糞厭氧消化
1.3.1 厭氧消化工藝類型
1.3.2 雞糞干式厭氧消化的障礙
1.4 氨抑制過程
1.4.1 氨的生成途徑
1.4.2 氨抑制閾值
1.4.3 氨抑制機(jī)制
1.4.4 厭氧微生物對(duì)氨的耐受性
1.5 緩減氨抑制的方法
1.5.1 稀釋
1.5.2 氨吹脫
1.5.3 混合發(fā)酵
1.5.4 pH值和溫度調(diào)節(jié)
1.5.5 添加吸附劑
1.5.6 補(bǔ)充微量元素
1.5.7 微生物菌群馴化和生物強(qiáng)化
1.6 研究的提出、研究主要內(nèi)容及技術(shù)路線
1.6.1 研究的提出
1.6.2 研究主要內(nèi)容及技術(shù)路線
第二章 接種污泥的篩選
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 污泥來源沼氣工程及厭氧消化試驗(yàn)裝置基本情況
2.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3 全自動(dòng)甲烷潛力測試系統(tǒng)
2.2.4 甲烷產(chǎn)生性能擬合模型
2.2.5 微生物群落分析
2.2.6 理化指標(biāo)分析方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 厭氧污泥理化特性
2.3.2 污泥殘余產(chǎn)氣潛力
2.3.3 污泥比產(chǎn)甲烷活性(SMA)
2.3.4 微生物多樣性
2.3.5 微生物群落結(jié)構(gòu)
2.3.6 氨氮耐受能力
2.4 本章小結(jié)
第三章 雞糞連續(xù)干式厭氧消化溫度調(diào)控
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗(yàn)材料
3.2.2 試驗(yàn)裝置
3.2.3 雞糞連續(xù)干式厭氧消化試驗(yàn)
3.2.4 溫度沖擊試驗(yàn)
3.2.5 分析方法
3.2.6 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 產(chǎn)氣性能
3.3.2 雞糞干式厭氧消化體系的穩(wěn)定性
3.3.3 溫度沖擊對(duì)干式厭氧消化啟動(dòng)的影響
3.3.4 微生物群落特征
3.4 本章小結(jié)
第四章 添加吸附劑緩減雞糞干式厭氧消化過程氨抑制的效果
4.1 導(dǎo)言
4.2 材料和方法
4.2.1 試驗(yàn)材料
4.2.2 雞糞連續(xù)干式厭氧消化試驗(yàn)
4.2.3 分析方法
4.3 結(jié)果和討論
4.3.1 產(chǎn)氣性能
4.3.2 總固體(TS)和揮發(fā)性固體(VS)的去除
4.3.3 總氨氮(TAN)和游離氨(FAN)的變化
4.3.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性
4.4 本章小結(jié)
第五章 添加吸附劑緩減雞糞干式厭氧消化過程氨抑制的機(jī)制
5.1 導(dǎo)言
5.2 材料和方法
5.2.1 試驗(yàn)材料
5.2.2 氨氮飽和吸附試驗(yàn)
5.2.3 氨氮解吸試驗(yàn)
5.2.4 分析方法
5.2.5 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
5.3 結(jié)果和討論
5.3.1 吸附劑對(duì)銨的吸附能力
5.3.2 大分子有機(jī)物水解
5.3.3 功能性微生物富集
5.3.4 顆;钚蕴扛纳齐u糞干式厭氧消化性能的路徑分析
5.3.5 本研究的意義和應(yīng)用前景
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)電碳顆粒促進(jìn)污泥厭氧消化及微生物種間電子傳遞的研究進(jìn)展[J]. 姜謙,張衍,劉和. 微生物學(xué)通報(bào). 2019(08)
[2]2018年全球肉雞生產(chǎn)、貿(mào)易及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)政策研究報(bào)告[J]. 張怡,辛翔飛,孟凡瑞,王濟(jì)民. 中國家禽. 2019(02)
[3]添加活性炭的豬糞厭氧干發(fā)酵研究[J]. 鄭盼,尹芳,張無敵,趙興玲,吳凱,王昌梅,柳靜,楊紅. 中國沼氣. 2018(01)
[4]豬糞干式沼氣發(fā)酵中試研究[J]. 徐則,鄧良偉,王伸,王智勇. 中國沼氣. 2016(06)
[5]互營氧化產(chǎn)甲烷微生物種間電子傳遞研究進(jìn)展[J]. 張杰,陸雅海. 微生物學(xué)通報(bào). 2015(05)
[6]不同原料配比對(duì)厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)氣量VFA和脫氫酶活性的影響[J]. 張洪賓,谷潔,孫薇,高華,王小娟. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]減少雞糞中臭味物質(zhì)含量的措施[J]. 楊桂芹,寧志利,劉顯軍,田河. 中國家禽. 2006(10)
[8]輔酶F420作為厭氧污泥活性指標(biāo)的研究[J]. 唐一,胡紀(jì)萃. 中國沼氣. 1990(01)
博士論文
[1]高濃度雞糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷的氨抑制研究[D]. 聶紅.中國石油大學(xué)(北京) 2016
碩士論文
[1]豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其應(yīng)對(duì)策略[D]. 王伸.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2017
本文編號(hào):3178659
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