我國農(nóng)村人口眾多,能源短缺,大力發(fā)展沼氣不僅可以優(yōu)先利用可再生能源,而且改善了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境,具有顯著的能源、經(jīng)濟、生態(tài)和環(huán)保效益。本研究通過對比不同溫度條件下不同糞便與玉米秸稈混合物厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣效果和整個反應(yīng)過程中發(fā)酵料液pH值變化趨勢,將溫度、原料、配比與pH值結(jié)合起來進行系統(tǒng)的研究,以期得出不同溫度條件下不同混合原料的最優(yōu)配比,為農(nóng)村戶用沼氣池厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的選料及配料比例提供理論依據(jù)。 本試驗通過自行設(shè)計的可控性恒溫發(fā)酵裝置,以預(yù)處理后的玉米秸稈和畜禽糞便(雞糞,豬糞,牛糞)為沼氣發(fā)酵原料,雞糞、豬糞和牛糞分別與玉米秸稈按干物質(zhì)質(zhì)量3:1、2:1、1:1、1:2比例進行配比,在10℃～40℃(每5℃為一溫度梯度)條件下進行批量試驗,研究3種糞稈混合原料不同配比在不同溫度條件下產(chǎn)氣效果及pH值的變化趨勢,并通過SPSS對試驗結(jié)果進行回歸分析,建立最優(yōu)回歸方程,得出不同溫度下不同混合原料的最優(yōu)配比及預(yù)計最大累積產(chǎn)氣量。本試驗得出以下主要結(jié)論: (1)10℃～40℃條件下,從原料的配比看,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵,最大累積產(chǎn)氣量在10℃、15℃和40℃時分別出現(xiàn)在糞稈比為3:1、1:2和3:1的試驗組,在其他溫度下均出現(xiàn)在糞稈比為2:1的試驗組;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵,最大累積產(chǎn)氣量在15℃時出現(xiàn)在糞稈比為3:1的試驗組,在其他溫度下都出現(xiàn)在糞稈比2:1的試驗組;牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵,按照溫度順序,最大累積產(chǎn)氣量分別出現(xiàn)在糞稈比1:1、3:1、1:2、1:2、1:1、1:2、3:的試驗組。 (2)從3種混合原料的累積產(chǎn)氣量看,雞糞與玉米秸稈混合物在35℃下糞稈比2:1時最優(yōu),為16865mL,在10℃糞稈比2:1和1:1時最小為310mL;豬糞與玉米秸稈混合物在35℃糞稈比2:1時最優(yōu),為15177mL,在10℃糞稈比3:1時最小為205mL;牛糞與玉米秸稈混合物在35℃糞稈比1:2時最優(yōu),為12973mL,在10℃糞稈比2:1最小為280mL。 (3)3種混合原料pH值在發(fā)酵初期普遍較低,隨著反應(yīng)的進行,pH基本呈現(xiàn)隨著產(chǎn)氣速率的增大而升高的趨勢,在pH達(dá)到最大后開始下降,且在整個發(fā)酵過程中pH處于動態(tài)變化中。10℃～20℃條件下pH值在整個反應(yīng)過程中變化幅度較小,20℃條件下3種混合原料呈現(xiàn)出隨著反應(yīng)的進行緩慢升高直至產(chǎn)氣結(jié)束的趨勢,25℃～40℃條件下,pH值的變化趨勢與產(chǎn)氣速率的變化趨勢基本相似。 (4)用SPSS軟件對10℃～40℃條件下不同配比雞糞、豬糞和牛糞分別與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量進行回歸分析得出:10℃條件下,豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為2.11:1,最大累積產(chǎn)氣量為261mL;牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為3.28:1,最大累積產(chǎn)氣量為313mL。15℃條件下,豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.35:1,最大累積產(chǎn)氣量為1440mL。20℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為2.23:1,最大累積產(chǎn)氣量為3277mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.79:1,最大累積產(chǎn)氣量為6272mL。25℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.87:1,最大累積產(chǎn)氣量為10254mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.68:1,最大累積產(chǎn)氣量為11000mL。30℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.86:1,最大累積產(chǎn)氣量為12084mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.89:1,最大累積產(chǎn)氣量為11864mL;牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為2.82:1,最大累積產(chǎn)氣量為9895mL。35℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.81:1,最大累積產(chǎn)氣量為17000mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.86:1,最大累積產(chǎn)氣量為15246mL。40℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.46:1,最大累積產(chǎn)氣量為15095mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.47:1,最大累積產(chǎn)氣量為15513mL。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：S216.4
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 國外厭氧發(fā)酵研究進展
        1.2.2 國內(nèi)厭氧發(fā)酵研究進展
    1.3 研究的目的和意義
        1.3.1 沼氣發(fā)酵原理
        1.3.2 研究目的和意義
    1.4 研究內(nèi)容
第二章 研究方法與試驗方案
    2.1 試驗材料
        2.1.1 發(fā)酵原料和接種物
        2.1.2 原料的預(yù)處理
    2.2 試驗裝置
    2.3 試驗方案
    2.4 測定項目及方法
第三章 結(jié)果與分析
    3.1 不同溫度下雞糞與玉米秸稈混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣速率及pH 變化
        3.1.1 在10℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.1.2 在15℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.1.3 在20℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.1.4 在25℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.1.5 在30℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.1.6 在35℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.1.7 在40℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
    3.2 不同溫度下豬糞與玉米秸稈混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣速率及pH 變化
        3.2.1 在10℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.2.2 在15℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.2.3 在20℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.2.4 在25℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.2.5 在30℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.2.6 在35℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.2.7 在40℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
    3.3 不同溫度下牛糞與玉米秸稈混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣速率及pH 變化
        3.3.1 在10℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.3.2 在15℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.3.3 在20℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.3.4 在25℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.3.5 在30℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.3.6 在35℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
        3.3.7 在40℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化
    3.4 不同溫度下糞便與玉米秸稈不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
        3.4.1 在10℃時不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
        3.4.2 在15℃時不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
        3.4.3 在20℃時不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
        3.4.4 在25℃時不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
        3.4.5 在30℃時不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
        3.4.6 在35℃時不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
        3.4.7 在40℃時不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化
    3.5 糞便與玉米秸稈不同配比混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型的建立
        3.5.1 雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型
        3.5.2 豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型
        3.5.3 牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型
第四章 結(jié)論與討論
    4.1 結(jié)論
    4.2 討論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介

【引證文獻(xiàn)】

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1 梅翔;陳娟;畢良繡;吳芳芳;夏紅艷;張朋;李晨;任麗麗;;稻稈負(fù)荷與pH對稻稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸系統(tǒng)啟動過程的影響[J];環(huán)境工程學(xué)報;2013年09期

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1 陳娟;稻稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2852736