【摘要】：為了探究不同添加劑對豬糞干式厭氧消化的影響和得到豬糞干式厭氧消化的最佳工藝條件,本文以豬糞為發(fā)酵原料,研究了不同添加劑、不同添加量、不同發(fā)酵濃度、不同發(fā)酵溫度和不同接種量對豬糞厭氧干發(fā)酵的影響,并且利用Design-Expert軟件進行響應面優(yōu)化實驗,分析得出豬糞干式厭氧消化的最佳工藝條件,最后在所得到的最佳工藝條件的基礎(chǔ)上探究了滲濾液回流對豬糞干式厭氧消化的影響。結(jié)果表明:豬糞厭氧干發(fā)酵的VS(揮發(fā)性固體含量)產(chǎn)氣率較厭氧濕發(fā)酵提升了22.10%,而厭氧濕發(fā)酵的發(fā)酵周期更短;添加活性炭、磁鐵粉和灰分實驗組的累積產(chǎn)氣量較對照組分別提升了28.2%、10.6%和12.4%,三種添加劑均可以縮短豬糞干式厭氧消化的HRT(水力滯留時間);活性炭添加量為發(fā)酵體系干物質(zhì)的1%、5%和9%實驗組的VS產(chǎn)氣率較對照組分別提升了14.33%、16.93%和8.68%,且活性炭的添加量越多,豬糞干式厭氧消化的HRT就越短;接種量為30%、40%和50%實驗組中,30%接種量實驗組的產(chǎn)氣效果最佳,接種量為30%和50%實驗組的VS產(chǎn)氣率較接種量為40%實驗組分別提升了10.34%和5.85%,且接種量越高,豬糞干式厭氧消化的HRT就越短;發(fā)酵濃度為20%、22%和24%實驗組中,VS產(chǎn)氣率最高的是發(fā)酵濃度為24%實驗組達到了637 mL·g~(-1),而VS產(chǎn)甲烷率最高的則是發(fā)酵濃度為20%實驗組達到了385 mL·g~(-1),且發(fā)酵濃度越高,豬糞干式厭氧消化的HRT就越長;在發(fā)酵溫度為30℃、34℃和38℃三組實驗中,發(fā)酵溫度越高,豬糞厭氧干發(fā)酵的產(chǎn)氣量就越高,豬糞厭氧干發(fā)酵的HRT則越短,而VS產(chǎn)甲烷率最高的則是發(fā)酵溫度為34℃實驗組;通過Design-Expert軟件,對發(fā)酵溫度、接種量和活性炭添加量進行三因素三水平的響應面優(yōu)化實驗,以原料產(chǎn)氣率為響應值分析得出最佳的工藝條件為發(fā)酵溫度為33.6℃,接種量為40.9%,活性炭添加量為6.9%;對豬糞厭氧干發(fā)酵進行滲濾液回流可以提升原料產(chǎn)氣量和甲烷產(chǎn)量,且提升效果最佳的處理是對滲濾液進行3天/次的回流;豬糞干式厭氧消化的最佳工藝條件為發(fā)酵溫度34℃,接種量為40%,活性炭的添加量為發(fā)酵體系干物質(zhì)的7%,滲濾液回流次數(shù)為3天/次。
【圖文】：

4圖 1.1 厭氧消化三階段代謝過程1.2.2 厭氧干發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)缺點厭氧干發(fā)酵是指以固體有機廢物為原料，在無流動水的前提下微生物將其分解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳，該反應體系中總固體含量達到 20 %，而厭氧濕發(fā)酵體系中總固體含量只有 10 %左右,與傳統(tǒng)的厭氧濕發(fā)酵技術(shù)相比，厭氧干發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)缺點如表 1.1 所示。

圖 1.2 連續(xù)式厭氧干發(fā)酵工藝示意圖Dranco 豎式推流發(fā)酵工藝是由比利時的一家公司所研發(fā)，該工藝的發(fā)酵溫度為 55 ℃，由圖所示，新鮮物料與發(fā)酵后的物料即接種物充分混合，并且通過蒸汽加溫后從反應器頂部打入，一般新鮮原料與發(fā)酵后物料的混合比為 1:6-8[24]，該工藝并未設(shè)置攪拌裝置，主要是通過原料與接種物的充分混合，原料的重力作用和所產(chǎn)沼氣的疏通進行一定程度的混合。該工藝適用于處理生活垃圾和工業(yè)垃圾，其進料濃度為30 %-40 %，，HRT為15-30 d，原料沼氣產(chǎn)量為103-147 m3·t-1,具有低成本，能源回收效率高等優(yōu)[25,26]。Kompogas 臥式推流發(fā)酵工藝是由瑞典的 Kompogas AG 公司所研發(fā)，目前工程應用較為廣泛，Kompogas 工藝主要是以橫向的旋轉(zhuǎn)葉輪攪拌軸帶動物料的進出料，推動物料的同時起到攪拌的作用，避免酸積累的情況出現(xiàn)，與 Dranco工藝相同新鮮原料與發(fā)酵后的物料混合后再進入反應器內(nèi)。該工藝廣泛的應用于處理有機廢棄物，處理固體含量為 23 %-28 %的原料，HRT 為 15-20 d，原料沼氣產(chǎn)量為 110-130 m3·t-1，該工藝運行成本較低，且避免了發(fā)酵原料堵塞的問
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S216.4

【參考文獻】

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本文編號：2656197