【摘要】：我國是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國,眾多的農(nóng)業(yè)人口導致農(nóng)村能源短缺。大力發(fā)展沼氣技術,既為人們提供了良好的生物質(zhì)能源,又充分利用了農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)廢棄物,為農(nóng)戶提供了有機肥料,具有顯著的能源、經(jīng)濟、生態(tài)和環(huán)保效益,已廣泛應用于農(nóng)作物糞便、秸稈等廢棄物的資源化利用及無害化處理。厭氧消化指在無氧環(huán)境下,利用兼性厭氧菌群或?qū)Ｐ詤捬蹙悍纸庥袡C物質(zhì)(包括農(nóng)作物秸稈、糞便、工農(nóng)業(yè)排放出的廢棄物中所含的有機物等),同時產(chǎn)生可利用的能源(沼氣)的生物處理方法,由于整個消化過程受原料的組成、細菌、真菌等因素的影響,其反應機理非常復雜,厭氧發(fā)酵的微生物基本分為三大類:發(fā)酵水解性細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌。在發(fā)酵過程中分泌出有特殊催化能力的酶類,這類酶有啟動發(fā)酵、加速分解的能力,對有機物質(zhì)分解轉化過程有著非常重要的作用。因此,有機物的厭氧發(fā)酵過程其實是微生物生化反應的過程,該過程在碳循環(huán)中,起著非常重要的作用。 探索發(fā)酵原料產(chǎn)氣量與pH值、揮發(fā)性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFA)之間的關系,確定最佳原料配比、發(fā)酵溫度是本研究的關鍵。本試驗在恒溫條件下,以不同配比的雞糞、牛糞、豬糞分別與麥稈的混合物為原料,在20℃～40℃范圍內(nèi)進行厭氧發(fā)酵,研究pH值和VFA對沼氣產(chǎn)量的影響,結果顯示: 1、雞糞與小麥秸稈混合發(fā)酵,產(chǎn)氣時間約50d。產(chǎn)氣速率高溫條件下的高于低溫。整個發(fā)酵過程中,35℃雞麥3:1產(chǎn)氣速率最大,峰值為467 mL/d ,20℃雞麥1:2產(chǎn)氣速率最小,峰值為188 mL/d;40℃雞麥3:1累積產(chǎn)氣量最高,達11492mL,20℃雞麥3:1累積產(chǎn)氣量最低,為3082mL。 2、牛糞與小麥秸稈混合發(fā)酵,產(chǎn)氣時間約39d。產(chǎn)氣速率高溫條件下的高于低溫。整個發(fā)酵過程中,40℃牛麥2:1產(chǎn)氣速率最大,峰值為815mL/d,20℃牛麥1:1產(chǎn)氣速率最小,峰值為147 mL/d;40℃牛麥2:1累積產(chǎn)氣量最高,達12315mL,20℃牛麥1:2累積產(chǎn)氣量最低,為4468mL。 3、豬糞與小麥秸稈混合發(fā)酵,產(chǎn)氣時間約56d。產(chǎn)氣速率高溫條件下的高于低溫。整個發(fā)酵過程中,40℃豬麥3:1產(chǎn)氣速率最大,峰值為320mL/d,25℃豬麥2:1產(chǎn)氣速率最小,峰值為147 mL/d;40℃牛麥3:1累積產(chǎn)氣量最高,達7998mL,25℃豬麥3:1累積產(chǎn)氣量最低,為3957mL。 4、在相同溫度下,各配比之間的產(chǎn)氣量存在一定差異。雞糞與小麥秸稈混合發(fā)酵,在25℃、30℃發(fā)酵條件下,隨著麥稈比例的增加,產(chǎn)氣量逐漸遞增;在35℃、40℃發(fā)酵條件下,隨著麥稈比例的減少,產(chǎn)氣量逐漸遞增。牛糞與小麥秸稈混合發(fā)酵,四個溫度下,均隨著麥稈比例的增加,產(chǎn)氣量逐漸減少。豬糞與小麥秸稈混合發(fā)酵,在25℃、30℃發(fā)酵條件下,隨著麥稈比例的增加,產(chǎn)氣量逐漸遞增;在35℃、40℃發(fā)酵條件下,隨著麥稈比例的增加,產(chǎn)氣量逐漸遞減。 5、日產(chǎn)氣量同pH、VFA三者之間有著密切的關系。pH與日產(chǎn)氣量成正比,pH值低于6.9,甲烷菌活性受到抑制,產(chǎn)氣量低;日產(chǎn)氣量達到高峰時pH值為7.0～7.4。溫度波動過大,亦可降低甲烷菌分解VFA的速度,導致VFA積累,使VFA升高,VFA與日產(chǎn)氣量及pH成反比,VFA越高,產(chǎn)氣量越低。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：S216.4

【參考文獻】

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本文編號：2680602