厭氧發(fā)酵是有機(jī)廢棄物處理的重要技術(shù)途徑之一,但目前仍存在一些瓶頸問題,如利用厭氧發(fā)酵技術(shù)在高負(fù)荷條件下處理有機(jī)廢棄物過程中,因厭氧發(fā)酵底物的理化性質(zhì)與微生物的生理和代謝需求不匹配,中間代謝產(chǎn)物(氨氮、有機(jī)酸等)累積,影響微生物活性,導(dǎo)致底物降解緩慢、.沼氣生產(chǎn)效率低,發(fā)酵穩(wěn)定性不足等問題。近年來,生物炭被用于厭氧發(fā)酵研究,有效提高了厭氧發(fā)酵過程有機(jī)廢棄物的處理效率和系統(tǒng)的產(chǎn)氣能力。然而,目前對生物炭強(qiáng)化厭氧發(fā)酵技術(shù)的研究仍不夠系統(tǒng),技術(shù)還不夠成熟。本研究以林業(yè)采伐剩余物為木質(zhì)生物炭源,利用生物質(zhì)連續(xù)炭化內(nèi)加熱熱解裝置制備生物炭。同時采用元素分析儀、比表面及孔徑分析儀、掃描電鏡、氣相色譜、化學(xué)分析儀、電感耦合等離子體(ICP)分析儀等先進(jìn)儀器,表征生物炭及其理化特性。以玉米秸稈作為厭氧發(fā)酵底物,利用AMPTS全自動甲烷潛力測試系統(tǒng)和連續(xù)式厭氧發(fā)酵平臺等,通過控制生物炭的種類、粒徑、灰分含量和添加劑量等關(guān)鍵因素,進(jìn)行生物炭強(qiáng)化序批式厭氧發(fā)酵和高負(fù)荷條件下的連續(xù)式厭氧發(fā)酵研究。通過分析生物氣成分、產(chǎn)量,系統(tǒng)氨氮、有機(jī)酸含量,以及微生物群落特征、微生物與各種環(huán)境參數(shù)的關(guān)系等,全面揭示生物炭對厭...

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 厭氧發(fā)酵技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 生物炭強(qiáng)化厭氧發(fā)酵研究進(jìn)展
        1.3.1 生物炭特性
        1.3.2 生物炭在厭氧發(fā)酵中的應(yīng)用
    1.4 課題研究目的及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的及意義
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
    1.5 研究技術(shù)路線
2 實驗材料與方法
    2.1 實驗原料與儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗設(shè)備
    2.2 實驗設(shè)計與方法
        2.2.1 實驗設(shè)計
        2.2.2 分析方法
    2.3 本章小結(jié)
3 木質(zhì)生物炭理化特性研究
    3.1 木質(zhì)生物炭的化學(xué)組成
    3.2 木質(zhì)生物炭的微觀結(jié)構(gòu)
    3.3 木質(zhì)生物炭的吸附特性
        3.3.1 木質(zhì)生物炭的氨氮吸附動力學(xué)分析
        3.3.2 楊木生物炭的氨氮吸附影響因素分析
    3.4 本章小結(jié)
4 木質(zhì)生物炭對批式厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷特性的影響研究
    4.1 不同類型木質(zhì)生物炭對產(chǎn)甲烷性能的影響
    4.2 楊木生物炭粒徑對產(chǎn)甲烷性能的影響
    4.3 楊木生物炭灰分含量對產(chǎn)甲烷性能的影響
    4.4 木質(zhì)生物炭對厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷系統(tǒng)性能影響的分析與評價
    4.5 本章小結(jié)
5 楊木生物炭對高負(fù)荷連續(xù)式厭氧發(fā)酵特性的影響研究
    5.1 楊木生物炭對厭氧發(fā)酵體系產(chǎn)氣的影響
        5.1.1 CO₂和CH₄濃度的變化
        5.1.2 容積產(chǎn)氣率的變化
    5.2 楊木生物炭對厭氧發(fā)酵體系穩(wěn)定性的影響
        5.2.1 pH值與氧化還原電位的變化
        5.2.2 揮發(fā)性脂肪酸、NH₃-N和總有機(jī)碳含量的變化
        5.2.3 CO₂和CH₄含量隨揮發(fā)性脂肪酸、NH3-N濃度和生物炭用量的變化
    5.3 楊木生物炭添加系統(tǒng)微生物群落特性及其與多種環(huán)境參數(shù)之間的關(guān)系
        5.3.1 微生物群落特性
        5.3.2 微生物群落與多種環(huán)境參數(shù)之間的關(guān)系
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3871222