與單一原料厭氧發(fā)酵相比，混合原料厭氧發(fā)酵受原料的地域性和季節(jié)性影響較小，并能彌補單一原料營養(yǎng)不全面的缺陷[1]，因此混合原料厭氧發(fā)酵是近年來厭氧發(fā)酵領(lǐng)域研究的熱點之一。牛糞是沼氣發(fā)酵過程中常用的原料，其碳氮比適合厭氧發(fā)酵且微生物種群豐富，但缺點是粗纖維含量大，易降解物質(zhì)少，速效養(yǎng)分不高。將牛糞與營養(yǎng)物質(zhì)豐富的餐廚廢棄物、含水量較低的玉米秸稈進行混合厭氧發(fā)酵可以提高沼氣生產(chǎn)的效率，降低對環(huán)境的污染，同時為秸稈與餐廚廢棄物的資源化和減量化提供一條途徑。 本試驗對選取的三種原料進行理化性質(zhì)分析，分別進行了兩種原料混合以及三種原料混合的試驗，通過分析不同混合比例對產(chǎn)氣量的影響，得出適宜的工藝條件。試驗結(jié)論如下： （1）在35±1℃的恒溫厭氧發(fā)酵條件下，TS調(diào)節(jié)為8%，接種量30%時牛糞與玉米秸稈均能正常產(chǎn)氣，牛糞的產(chǎn)氣能力明顯高于玉米秸稈。對餐廚廢棄物進行厭氧發(fā)酵處理，尤其是用單相反應(yīng)器處理容易造成揮發(fā)性脂肪酸的積累，在TS濃度大于2.25%會發(fā)生酸敗。3種發(fā)酵原料的累積產(chǎn)氣量比較為：牛糞＞玉米桿＞餐廚廢棄物。 （2）由于牛糞與玉米秸稈所含粗纖維含量大，速效養(yǎng)分也都不高，而牛糞為原料的發(fā)酵過程產(chǎn)氣過程穩(wěn)定、氣質(zhì)好，緩沖能力強、系統(tǒng)運行穩(wěn)定，加入玉米秸稈后影響了厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的穩(wěn)定，微生物菌群需要時間適應(yīng)，而使得混合后各比例的TS產(chǎn)氣量沒有顯著提高。而餐廚廢棄物有機物含量較高，可生物降解程度高，產(chǎn)甲烷潛力較高，在適合的混合比例下進行厭氧發(fā)酵可使混合后的產(chǎn)氣量大大提高。 （3）混合比例和濃度雙因素對產(chǎn)氣量的影響顯著，當發(fā)酵濃度一定時，產(chǎn)氣量與混合比例的大小密切相關(guān)。當混合比例中餐廚廢棄物含量在0.1~0.2之間取值時，產(chǎn)氣量隨發(fā)酵濃度的增加而升高；進混合比例中餐廚廢棄物含量在0.2~0.4之間取值時，產(chǎn)氣量隨發(fā)酵濃度的增加呈現(xiàn)迅速降低的趨勢。 （4）根據(jù)總產(chǎn)氣量，利用響應(yīng)曲面優(yōu)化的方法進行多元回歸擬合，擬合之后即可得出三種原料試驗的線性回歸方程，得出三種原料混合發(fā)酵最佳工藝參數(shù)為：原料配比（餐廚含量）=1∶0.6∶0.4(22%)；TS濃度=9.9%。預(yù)期最佳產(chǎn)氣量為87.18L。對優(yōu)化結(jié)果進行驗證，經(jīng)過試驗驗證得到的驗證值與模型優(yōu)化出的預(yù)測值相對誤差小于1%，表明優(yōu)化結(jié)果具有合理性。
【學位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2013
【中圖分類】：S216.4
【部分圖文】：

圖 1-1 有機物厭氧發(fā)酵降解途徑[48]Fig1-1 Diagram of anaerobic digestion process厭氧發(fā)酵技術(shù)發(fā)展至今比較成熟的有四種理論，它們分別是一階段理論、兩階段理論和四階段理論，其中應(yīng)用較多的是三階段理論。（1）一階段理論20 世紀初，V.L.Omeliansky(1960)提出了甲烷形成的一階段理論，即由纖維素

圖 2-2 試驗裝置實物圖Fig.2-2 Picture of experimental device標與試驗藥品試劑標中監(jiān)測的指標有：TS、VS、PH 值、日產(chǎn)氣量、氣體成分

相應(yīng)的色譜圖如圖 2-3、2-4 所示。氣象色譜進行定量分析，首先需要根據(jù)實際情況建立一個分析方法；然后運行化合物不同濃度的標準樣，得到相應(yīng)的響應(yīng)值；在相同的條件下分析包含該化濃度的待測樣，得到相應(yīng)的響應(yīng)值；將未知濃度的該化合物的相應(yīng)值與已知濃物的響應(yīng)值相比較，從而確定出未知化合物的濃度。方法：采用外標法測定氣體成分及含量。
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本文編號：2870504