牛糞與秸稈混合厭氧干發(fā)酵實驗研究

【摘要】：非洲國家的可再生資源豐富,但是要利用這些資源有很大的挑戰(zhàn)。利用隨處丟棄的農業(yè)廢棄物包括牛糞和玉米秸稈開發(fā)新能源比如生產沼氣將減少對傳統(tǒng)新柴燃燒方式的依賴。傳統(tǒng)燃燒方式造成了環(huán)境的負面影響,包括室內環(huán)境污染,森林砍伐和土壤退化。本項研究的目的是以牛糞和玉米秸稈為原料進行沼氣干發(fā)酵研究,實驗其消化特性,主要針對不同發(fā)酵原料配比、消化溫度和水力滯留時間等參數(shù)進行,小試規(guī)模。試驗結果如下： (1)中溫消化啟動階段是在常溫條件22-28℃進行,之后的半連續(xù)發(fā)酵是采用中溫35±1。C。啟動過程是28天,順利進行,最大日產氣量為8.63L·d-1出現(xiàn)在啟動開始后的第八天,第28天日產氣量降到最低點為1.32L·d-1。 (2)通過秸稈與牛糞混合而提高了原料的C/N,同時原料的空隙率也得以提升這有利于物料間的傳質。在中溫消化中,最高裝置產氣率1.30L·(Ld)-1是在HRT為30d的條件下獲得的,此時的原料產氣率是0.57L·(gVS)-1。 (3)高溫沼氣干發(fā)酵的啟動和運行管理比中溫條件更困難。通過增加啟動過程接種污泥量等方法,使高溫沼氣干發(fā)酵(55士1℃)得以實施。隨著投料增加產氣量也明顯增加,最大產氣量達到32.95L·d-1。 (4)在同樣的HRT為30d條件下,高溫沼氣干發(fā)酵的裝置產氣率為1.53L·(L-d)-1,比在中溫消化的裝置產氣率高15%,但是高溫的原料產氣率較低,為0.45L·(gVS)-1,比中溫情況低21%。 實驗表明：牛糞與秸稈的混合原料沼氣干發(fā)酵無論在中溫還是高溫條件都是可行的,這一技術將有利于拓寬農業(yè)廢棄物利用的潛力,從而造福非洲。 【關鍵詞】：沼氣 干發(fā)酵 厭氧消化 牛糞 秸稈
【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S216.4;X71
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• Table of Contents8-10
• List of Tables10-11
• List of Figures11-12
• List of Abbreviations12-13
• 1. Introduction13-31
• 1.1 General Introduction13-14
• 1.2 Literature Review14-29
• 1.2.1 Anaerobic Digestion14-16
• 1.2.216-19
• 1.2.3 Dry anaerobic Digestion19-20
• 1.2.4 Dissemination and Bottleneck of African Biogas Technology20-29
• 1.3 Objectives and Content of Study Work29-31
• 1.3.1 Objective and Significance29-30
• 1.3.2 Scope of the Study Work30-31
• 2. Co-digestion of Cowdung and Corn Straw under Mesophilic Dry Anaerobic Digestion31-42
• 2.1 Introduction31
• 2.2 Methods and Material31-33
• 2.2.1 Raw Material31-32
• 2.2.2 Anaerobic Reactor32
• 2.2.3 Startup and Operation32-33
• 2.2.4 Analytical Methods33
• 2.3 Results and Discussion33-41
• 2.3.1 Startup Phase Process33-34
• 2.3.2 Substrate Ratio Effect on Co-digestion of Cowdung and Corn Straw34-37
• 2.3.3 evaluation of Substrate Ratio Deals37-38
• 2.3.4 HRT Effect on Co-digestion of Corn Straw and Cowdung38-39
• 2.3.5 evaluation of HRT during mesophilic process deals39-41
• 2.4 Mesophilic Process Summary41-42
• 3. Co-digestion of Cowdung and Corn Straw under Thermophilic Temperature42-48
• 3.1 Introduction42
• 3.2 Feeding Materials and Methods42-43
• 3.2.1 Thermophilic Anaerobic Reactor42-43
• 3.3 Thermophilic Results and Discussion43-47
• 3.3.1 Performance under Thermophilic Process43-45
• 3.3.2 evaluation of HRT during Thermophilic Process45-46
• 3.3.3 Comparing Mesophilic and Thermophilic processes46-47
• 3.4 Thermophilic Process Summary47-48
• 4. Conclusion and Recommendations48-50
• 4.1 Conclusion48
• 4.2 Recommendation48-50
• References50-55
• Acknowledgement55-56
• Introduction of Student56-58

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