【摘要】：從實際沼氣工程中可能遇到的問題出發(fā),通過實驗室小型試驗裝置研究秸稈類原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的特性。試驗以容積1000ml的錐形瓶為發(fā)酵罐進行靜態(tài)厭氧發(fā)酵,利用水浴鍋來控制發(fā)酵溫度,利用排水法收集發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣,用紅外沼氣分析儀測定所產(chǎn)氣體的成分,測定原料反應前后主要化學成分的變化。試驗研究了原料預處理、發(fā)酵條件和乙醇添加量等對秸稈類原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣效果的影響,同時還分析了提高沼氣產(chǎn)量和沼氣中甲烷含量的方法以及不同原料的發(fā)酵產(chǎn)氣特性,為實際沼氣工程優(yōu)化工藝、降低能耗和提高效益提供一定的參考和依據(jù)。 在試驗開始進行之前需要自行培養(yǎng)發(fā)酵所需的接種物,通過培養(yǎng)馴化培養(yǎng)后獲得了原適溫度分別為中溫(35℃和45℃)和高溫(53℃)的三中菌種。這些菌種活性比豬糞或污泥好,接種物自身不產(chǎn)生沼氣。根據(jù)發(fā)酵溫度選擇相適應的接種物使得接種后啟動較快且不會因為接種物影響原料產(chǎn)氣率的測定,因此可以獲得比較準確的試驗數(shù)據(jù)。試驗獲得的主要結(jié)論有： (1)在研究堆漚時間對發(fā)酵的影響時用到了油菜秸、湖北棉秸及甘蔗渣3種原料,將各原料粉碎至粒徑約3cm進行試驗,發(fā)現(xiàn)油菜秸不需要堆漚即可順利啟動發(fā)酵,湖北棉秸和甘蔗渣的最佳堆漚時間為7天。 (2)以甘蔗渣為原料進行試驗得出其厭氧發(fā)酵的最佳條件是：初始pH7.8,接種率30%,添加適當攪拌,確保菌種的原適溫度與發(fā)酵溫度相同進行發(fā)酵。當初始pH小于7.0時發(fā)酵啟動慢且產(chǎn)氣率低。接種率小于30%時產(chǎn)氣率為接種率50%時的1/3,當接種率大于50%發(fā)酵效果變化不大。同一發(fā)酵條件下添加攪拌可以使常溫和35℃發(fā)酵產(chǎn)氣率分別提高12.81%和11.55%并可以明顯縮短發(fā)酵周期和提高降解率。發(fā)酵溫度升高有利于有機物的降解,溫度為45℃和53℃時發(fā)酵后的沼液的COD值都大于500mg·L-1。 (3)以互花米草為原料進行試驗發(fā)現(xiàn)添加乙醇可以使產(chǎn)氣率提高2-3倍并維持3-5天,使甲烷含量達到80%并維持15天左右。發(fā)酵初期添加適量的乙醇可以在發(fā)酵第3天使甲烷含量達到60%。發(fā)酵過程中乙醇的最佳添加量為發(fā)酵體積的0.75%,當乙醇添加量超過2.0%時會導致發(fā)酵停止。添加乙醇對有機物的降解率沒有明顯影響,乙醇的轉(zhuǎn)化利用率為74.0%。 (4)以菇渣為發(fā)酵原料進行干發(fā)酵發(fā)現(xiàn)最佳總固體濃度為17.5%,總固體濃度大于17.5%中溫發(fā)酵時不能正常啟動但是高溫下可以順利啟動發(fā)酵。當發(fā)酵因酸化停止產(chǎn)氣時可以通過添加沼液或NaOH溶液使其重新恢復產(chǎn)氣。添加沼液可以使產(chǎn)氣率恢復到正常產(chǎn)氣水平,添加NaOH只能使產(chǎn)氣率恢復到正常產(chǎn)氣率的1/2。 (5)通過對不同原料的發(fā)酵特性進行研究和對比發(fā)現(xiàn)黃互花米草的產(chǎn)氣潛能最大,中溫(35℃)發(fā)酵時其有機物產(chǎn)氣率為622.82ml·g-1。黃玉米秸和黃米草在中溫發(fā)酵條件下的產(chǎn)氣效果較好,青玉米秸和青米草在高溫發(fā)酵條件下的發(fā)酵效果較好。新疆棉秸比湖北棉秸的產(chǎn)氣效果好,以黃互花米草米草為原料進行厭氧發(fā)酵所產(chǎn)的沼氣甲烷平均含量最高(67.32%),甘蔗渣適合作為厭氧發(fā)酵的原料但是造紙渣厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣率低不適合作為厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的原料。
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S216.4

【參考文獻】

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1 董紅敏;李玉娥;陶秀萍;彭小培;李娜;朱志平;;中國農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放與減排技術(shù)對策[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2008年10期

2 常靜;;造紙污泥的處理及資源化利用[J];中國資源綜合利用;2006年12期

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本文編號：2620889