【摘要】：目前生物炭應(yīng)用研究主要集中于土壤改良、污水處理、環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域,在厭氧消化領(lǐng)域相關(guān)報(bào)道不多。有關(guān)碳素和氮素對有機(jī)質(zhì)厭氧消化的功能作用僅停留在碳氮配比方面,對于具體是何種碳素和氮素形態(tài)對厭氧消化起主導(dǎo)作用,目前尚不明確。為此,利用生物炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比表面積大,具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和吸附性,并且含碳量極為豐富的特性,進(jìn)行生物炭介導(dǎo)的雞糞厭氧消化碳氮轉(zhuǎn)化特性試驗(yàn)研究,以期為高氮原料厭氧消化碳氮耦合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)工藝及其技術(shù)提供理論和實(shí)踐支持。本文利用自行設(shè)計(jì)的厭氧消化試驗(yàn)裝置,對生物炭介導(dǎo)的雞糞開展三因素三水平的厭氧消化試驗(yàn),在生物炭添加量2.5%、5.0%、7.5%,生物炭粒徑20目、40目、60目,接種量20%、25%、30%的條件下,取樣測定碳素和氮素形態(tài)含量、產(chǎn)氣量、CH4含量、CO2含量和H2S含量。探索碳素和氮素形態(tài)在不同生物炭添加量、不同生物炭粒徑、接種物不同添加量下的動態(tài)變化規(guī)律,分析碳素和氮素形態(tài)數(shù)據(jù)與產(chǎn)氣特性的關(guān)系,研究確定影響產(chǎn)氣特性的具體碳素和氮素形態(tài)。本文的主要內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)生物炭介導(dǎo)的雞糞厭氧消化碳素形態(tài)轉(zhuǎn)化及對產(chǎn)氣特性的影響。研究表明,添加生物炭對雞糞厭氧消化液中碳素形態(tài)及含量影響顯著,厭氧消化液中碳素通過氣態(tài)形式揮發(fā)和沼氣微生物轉(zhuǎn)化形成CH4。有機(jī)碳含量減少717.8mg/L,無機(jī)碳含量減少了減少229.5mg/L,碳素總量減少947.3mg/L,相當(dāng)于減少了12.51%。TOC含量、TC含量、NPOC含量、IC含量均隨厭氧消化時(shí)間延長而減少,在厭氧消化結(jié)束時(shí)分別降低了11.79%、6.02%、9.29%、12.80%,各種碳素形態(tài)之間均達(dá)到顯著或極顯著相關(guān)。各種碳素形態(tài)的變化對CH4、CO2及H2S含量的變化趨勢影響不顯著。(2)生物炭介導(dǎo)的雞糞厭氧消化氮素形態(tài)轉(zhuǎn)化及對產(chǎn)氣特性的影響。研究表明,添加生物炭對雞糞厭氧消化液中氮素形態(tài)影響顯著,氮素總量明顯減少,各氮素形態(tài)總量和試驗(yàn)前相比減少1557.34mg/L,相當(dāng)于減少59.35%。TKN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N和DIN均隨厭氧消化時(shí)間延長而減少,在厭氧消化結(jié)束時(shí)分別降低59.35%、76.19%、0.77%、66.67%和24.66%;TON隨厭氧消化時(shí)間延長而增加,增加5.06%。NH4+-N仍為厭氧消化液中氮素的主體構(gòu)成形態(tài),但其減少趨勢也非常顯著,一方面NH4+-N在厭氧消化作用下以NH3形態(tài)揮發(fā),另一方面轉(zhuǎn)化為NO3--N。氮素形態(tài)之間均達(dá)到顯著或極顯著相關(guān),氮素形態(tài)的變化對CH4、CO2及H2S含量的變化趨勢影響不顯著。
【圖文】：

圖 2-1 試驗(yàn)裝置流程圖Fig.2-1 Schematic diagram of experimental apparatus1 恒溫水浴 2 厭氧消化瓶 3 取樣口 4 玻璃三通管 5 集氣瓶 6 計(jì)量瓶ant Temperature Water Bath 2 Bottles of Anaerobic Digestion 3 Sampling Mouth 4 5 Set a Cylinder 6 Measuring Bottle

相當(dāng)于減少了 22.68%。結(jié)果表明, 雞糞厭氧消化中添加生物炭對 TOC 含量有顯著影響。且在生物炭粒徑為 40 目、生物炭添加量為 2.5%時(shí), TOC 含量變化最著。由圖 2-2 可知, 在生物炭粒徑相同生物炭添加量為 2.5%時(shí) TOC 含量變化最顯生物炭添加量相同生物炭粒徑為 40 目時(shí) TOC 含量變化最顯著。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 邱敬;高人;楊玉盛;尹云鋒;馬紅亮;李又芳;;土壤黑碳的研究進(jìn)展[J];亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào);2009年01期

2 侯艷偉;曾月芬;安增莉;;生物炭施用對污染紅壤中重金屬化學(xué)形態(tài)的影響[J];內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

3 宋籽霖;郭燕;楊改河;任廣鑫;馮永忠;周小武;;雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵沼氣產(chǎn)量影響因子研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2012年08期

4 徐楠楠;林大松;徐應(yīng)明;謝忠雷;彭強(qiáng)輝;郭文娟;;生物炭在土壤改良和重金屬污染治理中的應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展;2013年04期

5 黃懿梅,安韶山,白紅英,趙永軍;雞糞與不同秸稈高溫堆肥中氮素的變化特征[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年11期

6 曾雨;;碳氮比對污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫過程的影響[J];海峽科學(xué);2010年06期

，

本文編號：2624880