采用沼液回流工藝,研究不同沼液回流比條件下玉米秸稈厭氧發(fā)酵的日產(chǎn)氣量、CH₄、H₂S、pH值及TOC含量變化。結(jié)果表明:75%沼液回流比試驗組日產(chǎn)氣量最大,其最大值可達1 275 mL,甲烷含量高,最高值可達68. 4%,TOC去除效率顯著,所以,75%的沼液回流比是最優(yōu)的。 

【文章來源】：黑龍江科學(xué). 2019,10(16)

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厭氧發(fā)酵工藝流程圖Fig.1Theprocessflowchartofstrawonanaerobicfermentation

娓煞?電熱鼓風(fēng)干燥箱);pH值，pH計(梅特勒FE20－S);產(chǎn)氣量，使用排水集氣法收集氣體，然后每日定時使用量筒測量集水瓶排水量。CH4及H2S檢測:沼氣分析儀(GASBOARD－3200L)。TOC檢測:總有機碳分析儀(日本島津TOC－LCPH)。2結(jié)果與分析2.1不同沼液回流比對日產(chǎn)氣量的影響一般來說，沼液中含有一定量的產(chǎn)甲烷菌，其隨著沼液回流至發(fā)酵罐，沼液中一些未被降解的有機物能夠在發(fā)酵罐內(nèi)實現(xiàn)二次降解，提升整體產(chǎn)氣量，所以有必要考察不同沼液回流比對產(chǎn)氣量的影響［2］。圖2不同沼液回流比條件下日產(chǎn)氣量變化Fig.2Thedailygasproductionunderdifferentbiogasslurryrefluxratio從圖2數(shù)據(jù)可知，各組日產(chǎn)氣量變化趨勢大體相同，日產(chǎn)氣量先降低再升高然后降至穩(wěn)定狀態(tài)，這是由于發(fā)酵起始階段，系統(tǒng)內(nèi)部揮發(fā)酸含量高，產(chǎn)甲烷菌需適應(yīng)發(fā)酵環(huán)境，致使產(chǎn)氣量偏低，然后利用起始階段積累的大量中間產(chǎn)物產(chǎn)生甲烷氣體，日產(chǎn)氣量相應(yīng)增加。但是，超過12d后，隨著起始階段積累中間產(chǎn)物消耗，日產(chǎn)氣量相應(yīng)下降至相對穩(wěn)定狀態(tài)。發(fā)酵后期每次進料時，第1d日產(chǎn)氣量明顯增加，而第2d、第3d日產(chǎn)氣量降低。同時與其他組比較來說，75%沼液回流比可使日產(chǎn)氣量高峰期提前，且日產(chǎn)氣量明顯增加，日產(chǎn)氣量最大值為1275mL。2.2不同沼液回流比對CH4含量的影響實驗每日對收集氣體實施成分分析，以確定不同沼液回流比對CH4含量的影響，具體見圖3。根據(jù)圖3可知，起始階段各組甲烷含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且各組第20d后甲烷含量趨于平穩(wěn)，波動范圍為48%～56%。從圖中數(shù)據(jù)可知，與其他組相比，75%沼氣回流比組的甲烷含量相對較高，其

圖3不同沼液回流比條件下CH4含量變化Fig.3ThecontentofCH4underdifferentbiogasslurryrefluxratio2.3不同沼液回流比對H2S含量的影響通常秸稈厭氧發(fā)酵階段，沼氣中存在極少量的H2S氣體，其具有強烈的刺激性氣味，不僅燃燒會產(chǎn)生大量有毒氣體，也會腐蝕發(fā)酵罐及相關(guān)管路，所以實際沼氣使用前，要求采用有效措施減少沼氣中H2S的含量。故而，H2S含量也是秸稈厭氧發(fā)酵重要評估指標(biāo)之一。因此探索不同沼液回流比對H2S含量的影響意義重大。圖4不同沼液回流比條件下H2S含量變化Fig.4ThecontentofH2Sunderdifferentbiogasslurryrefluxratio根據(jù)圖4可知，各組H2S含量均較低，含量波動范圍為20～85ppm，同時空白組、25%沼氣回流比組H2S含量呈現(xiàn)明顯的緩慢上升趨勢，其中空白組具有H2S含量最大值，為85ppm。50%、75%及100%沼液回流比組中H2S含量波動小，明顯小于空白組、25%沼氣回流比組H2S含量。這表明厭氧消化階段，H2S來自于硫化物轉(zhuǎn)化、硫酸鹽還原和含硫蛋白質(zhì)水解等方面，而高比例的沼液回流能夠?qū)⒉糠諪e3+等金屬離子回流至發(fā)酵罐中，與H2S反應(yīng)生成金屬硫化物沉淀，降低沼氣中H2S含量。2.4不同沼液回流比對pH值的影響基于確保秸稈厭氧發(fā)酵質(zhì)量，要求發(fā)酵環(huán)境pH值保持在合理范圍，針對秸稈采取有效的預(yù)處理方式，以確保發(fā)酵的pH處于最佳的發(fā)酵條件范圍內(nèi)。一般來說，產(chǎn)甲烷菌最佳pH值為6.6～7.5，如果pH值不處于發(fā)酵條件范圍時，均影響產(chǎn)氣量［3］。根據(jù)圖5數(shù)據(jù)可知，空白組及不同沼液回流比組發(fā)酵過程中，

【參考文獻】：
期刊論文
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