發(fā)布時間：2020-05-17 05:26

【摘要】：沼氣作為一種重要的生物質(zhì)能，是可再生能源的重要組成部分。沼氣由于最初發(fā)現(xiàn)于沼澤中，故名沼氣。沼氣是利用糞便、農(nóng)作物秸稈等有機物在厭氧的條件下，經(jīng)過微生物生理代謝產(chǎn)生主要成分為CH_4和CO_2，還有少量的H_2、H_2S、CO等可燃性氣體，屬生物質(zhì)能源。通過厭氧發(fā)酵可殺死秸稈等發(fā)酵原料中的病源蟲卵，故發(fā)酵后的沼液是很好的液體有機肥料，可以用沼液噴施蔬菜、果樹和農(nóng)作物，除具有良好肥效外，還有抗寒、抗病蟲害和增產(chǎn)的作用。沼渣是沼氣發(fā)酵后剩余的半固體物質(zhì)，其中含有豐富的有機質(zhì)、腐殖酸、氨基酸、氮、磷、鉀等微量元素；它可以作為土壤的改良劑，減少使用化學(xué)肥料帶來的環(huán)境污染，促進生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)。開展沼氣發(fā)酵的研究有著重大的意義和作用。 落葉沼氣發(fā)酵實驗主要分為兩個部分：一個部分是發(fā)酵原料的預(yù)處理實驗，另一個部分是厭氧發(fā)酵實驗，而提高沼氣發(fā)酵的效率的關(guān)鍵是優(yōu)化落葉預(yù)處理條件和厭氧發(fā)酵條件。目前研究人員在用單一方式來預(yù)處理農(nóng)業(yè)廢棄物方面取得了一定的進展，據(jù)此提出可以考慮將物理、化學(xué)、生物三種預(yù)處理方法結(jié)合起來共同作用來預(yù)處理制備沼氣的生物質(zhì)的研究思路，為提高厭氧生物轉(zhuǎn)化效率探索一條新的技術(shù)途徑。另外，通過改變發(fā)酵物料的總固體濃度、發(fā)酵反應(yīng)溫度和發(fā)酵料液的pH得出沼氣發(fā)酵的最佳工藝條件。 （1）落葉預(yù)處理實驗選取Ca(OH)/_2添加量、菌劑添加量、堆漚時間三個相關(guān)的因素進行實驗，利用響應(yīng)面法分析的Box-Behnken實驗設(shè)計的原理進行安排17組實驗，經(jīng)過二次回歸模型建立及方差分析，以及Ca(OH)_2添加量、菌劑添加量、堆漚時間兩兩因素對沼氣總產(chǎn)氣量的影響分析，利用軟件分析得出最佳的預(yù)處理實驗條件，，為厭氧發(fā)酵實驗進行提供先決條件。 （2）落葉的厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣實驗選取發(fā)酵溫度、總固體濃度、料液PH值三個因素，采用擬水平的正交表進行實驗。通過對容積產(chǎn)氣率的極差分析得到厭氧發(fā)酵的最優(yōu)組合。 （3）通過分析各處理厭氧發(fā)酵的總產(chǎn)氣量，原料產(chǎn)氣率對落葉具有的厭氧發(fā)酵潛力進行評定。 （4）對各處理沼氣日產(chǎn)氣量分析，分析沼氣產(chǎn)生的變化規(guī)律。 （5）對各處理的甲烷含量的趨勢進行分析，其呈現(xiàn)先明顯增加，增加達到一定值后有較小幅度的下降趨勢，最大甲烷含量是處理9厭氧發(fā)酵的第17天得到的，其值為56.8%。并根據(jù)各處理沼氣日產(chǎn)量和甲烷含量的趨勢分析它們之間的聯(lián)系。 （6）運用Cubic函數(shù)對處理4和處理9的沼氣日產(chǎn)氣量和發(fā)酵天數(shù)進行擬合，分別得出各自的擬合方程，并對比厭氧沼氣發(fā)酵的沼氣日產(chǎn)氣量實際值與擬合曲線上的理論值。
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S216.4

【參考文獻】

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本文編號：2668013