隨著中國農(nóng)業(yè)集約化水平的提高,秸稈、畜禽糞便等資源相對集中,為序批式厭氧干發(fā)酵產(chǎn)甲烷技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造了良好條件。而國內(nèi)對干發(fā)酵技術(shù)研究尚不成熟,尤其是關(guān)鍵因素對發(fā)酵性質(zhì)的影響極其相互作用關(guān)系尚不明確,限制了工藝優(yōu)化效果。該文著重研究了不同噴淋頻率、接種量、物料配比作用下,玉米秸稈-牛糞混合原料序批式厭氧干發(fā)酵產(chǎn)甲烷、中間產(chǎn)物生成特性及其相互關(guān)系。結(jié)果表明:不同物料配比下,噴淋頻率和接種量促進(jìn)甲烷產(chǎn)量的作用方式不同,增加牛糞比例可顯著提高產(chǎn)甲烷效率和產(chǎn)量。在甲烷產(chǎn)量快速增加階段（第7～20天）,不同關(guān)鍵因素的變化對中間產(chǎn)物總量及其組分影響顯著（P<0.05）,丙酸積累至約350mg/L以上時(shí)導(dǎo)致干發(fā)酵體系產(chǎn)甲烷能力下降,而氨氮濃度提高則有利于甲烷產(chǎn)量的提高。最優(yōu)工藝參數(shù),秸稈-牛糞干物質(zhì)比為3∶7、噴淋頻率為間隔6 h,接種量為30%獲得最大甲烷產(chǎn)量為135.7 L/kg。該研究可為規(guī)模化養(yǎng)殖場利用序批式厭氧干發(fā)酵技術(shù)處理農(nóng)業(yè)廢棄物高效生產(chǎn)清潔能源提供理論指導(dǎo)。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018,34(S1)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同因素作用下的有機(jī)酸濃度和pH值變化Fig.2ChangesoforganicacidconcentrationandpHvalueunderdifferentfactors注：X軸的2，4，6，8為噴淋間隔

產(chǎn)量作用關(guān)系的變化規(guī)律。但pH值的變化在厭氧發(fā)酵過程中具有一定的滯后性[24]，實(shí)際工程中還應(yīng)根據(jù)有機(jī)酸濃度判斷發(fā)酵質(zhì)量，當(dāng)總有機(jī)酸質(zhì)量濃度超過2000mg/L時(shí)，體系易發(fā)生酸化，抑制產(chǎn)氣[25]。注：X軸的2，4，6，8為噴淋間隔，單位h。下同。Note:2,4,6,8onXaxilearesprayfrequency,Unit:h.Sameasbelow.圖2不同因素作用下的有機(jī)酸濃度和pH值變化Fig.2ChangesoforganicacidconcentrationandpHvalueunderdifferentfactors2.4氨氮生成性質(zhì)氨氮是衡量厭氧發(fā)酵質(zhì)量的重要指標(biāo)，如圖3不同因素作用下序批式厭氧干發(fā)酵體系氨氮濃度的變化所示，物料配比對氨氮濃度的影響最大，當(dāng)秸稈-牛糞干物質(zhì)比為3∶7時(shí)，與秸稈-牛糞干物質(zhì)比5∶5和7∶3相比，氨氮濃度平均提高了80.7%和187.1%。在秸稈-牛糞干物質(zhì)比例為3∶7時(shí)，降低噴淋頻率使氨氮濃度升高，但這種趨勢隨著接種量的提高而減弱。接種量的變化引起氨氮濃度的變化不明顯，氨氮質(zhì)量濃度保持在767.3～854.3mg/L；秸稈-牛糞干物質(zhì)比為5∶5時(shí)，除接種量為10%處理外，噴淋頻率高有利于氨氮濃度的提升，而接種量對氨氮濃度的影響不顯著（P>0.05）；進(jìn)一步提高秸稈干物質(zhì)比例至7∶3時(shí)，降低噴淋頻率和提高接種量使氨氮濃度增加。根據(jù)2.1節(jié)關(guān)于不同因素甲烷產(chǎn)量性質(zhì)研究結(jié)果表明，氨氮濃度提高，有利于干發(fā)酵體系甲烷產(chǎn)量提高，此時(shí)的氨氮濃度并未達(dá)到氨抑制濃度。氨氮濃度高，提高了干發(fā)酵系統(tǒng)的緩沖能力，也可為微生物提供快速生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，加速中間產(chǎn)物如有機(jī)酸的轉(zhuǎn)化[26]。本研究中，牛糞比例高時(shí)，牛糞中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨氮，加速了有機(jī)酸的轉(zhuǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]厭氧干發(fā)酵后殘余物堆肥過程研究[D]. 方珊.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3071779