稻草秸稈與豬糞混合厭氧消化實驗研究

【摘要】：我國是一個農(nóng)業(yè)大國,每年產(chǎn)生農(nóng)作物秸稈大約7億t,其中有50%未得到合理利用,被大量丟棄或燃燒,既污染環(huán)境又浪費資源。畜牧業(yè)特別是規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展使畜禽糞便對環(huán)境造成的污染問題越來越突出。同時,隨著生物質(zhì)能源的開發(fā)、資源化技術的推廣,將生物質(zhì)垃圾資源化已經(jīng)成為解決此類污染問題的一種有效途徑。 本實驗在中溫條件下(35℃),采用自制CSTR厭氧反應器進行不同有機負荷下的中溫厭氧消化實驗,研究不同有機負荷對厭氧消化反應中的pH、氨氮、VFA、堿度、產(chǎn)氣量以及產(chǎn)甲烷率等指標的影響,通過實驗所得的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的產(chǎn)氣性能和穩(wěn)定性能,尋找最佳的厭氧消化條件。實驗結果表明： (1)在厭氧消化的初期pH值略微下降,pH值從最初的7.13下降到6.70隨后逐漸升高到7.31,最后穩(wěn)定在7.30左右。從整個厭氧消化的過程來看,系統(tǒng)的pH值始終在甲烷菌最適合的pH值(6.8-7.5)范圍內(nèi)變化。 (2)在進料有機負荷為0.5-2.0gVS/(L·d)之間時,平均每天產(chǎn)氣量在869-3232ml,有機負荷在0.5-1.5gVS/(L·d)之間,產(chǎn)氣量逐漸增加,到有機負荷為1.5gVS/(L·d)時產(chǎn)氣量達到最大為3232ml。 (3)在整個厭氧消化過程中,氨氮濃度的變化不大,氨氮濃度一直維持在522-850mg/L之間,氨氮濃度不高,這有利于甲烷菌的生長。(4)在進料有機負荷從0.5gVS/(L·d)逐漸增加到2.0gVS/(L·d)的過程中,VFA的濃度從1520mg/L先升高然后降低最后基本保持穩(wěn)定。在有機負荷為1.5gVS/(L·d)時VFA的濃度最高為3420mg/L。 (5)在整個厭氧消化過程中,總堿度的濃度一直穩(wěn)定在2129-2462mg/L之間。總堿度的濃度不高,在厭氧消化過程中適量的堿度對整個厭氧消化試驗是有重要意義的,它可以提高系統(tǒng)的緩沖能力,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。 (6)進料有機負荷在0.5-1.5gVS/(L·d)之間時甲烷體積分數(shù)是隨著有機負荷的增加而增加的,在區(qū)間1.5-2.0gVS/(L·d)時甲烷體積分數(shù)略微降低。在有機負荷為1.5gVS/(L·d)時,甲烷體積分數(shù)最大為55.2%。在有機負荷為1.75gVS/(L·d)時日平均產(chǎn)甲烷量最大為1628ml。 【關鍵詞】：稻草秸稈 豬糞 厭氧消化 甲烷
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X71
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 農(nóng)作物秸稈的利用狀況13-15
• 1.2.1 農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生和分布13
• 1.2.2 農(nóng)作物秸稈的主要成分13-14
• 1.2.3 秸稈的利用途徑14
• 1.2.4 秸稈利用中存在問題14-15
• 1.3 畜禽糞便的產(chǎn)生和利用現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 牲畜糞便的產(chǎn)生與危害15-16
• 1.3.2 牲畜糞便處理現(xiàn)狀16-17
• 1.4 生物質(zhì)垃圾厭氧消化技術國內(nèi)外研究進展17-21
• 1.4.1 生物質(zhì)垃圾厭氧消化技術國外研究進展17-19
• 1.4.2 生物質(zhì)垃圾厭氧消化技術國內(nèi)研究進展19-21
• 1.4.3 稻草秸稈與豬糞混合厭氧消化處理的可行性21
• 1.5 實驗研究的目的、內(nèi)容和路線21-24
• 1.5.1 實驗研究目的21
• 1.5.2 實驗研究內(nèi)容21-22
• 1.5.3 研究路線22-24
• 第二章 厭氧消化技術及其原理24-34
• 2.1 有機物厭氧生物降解的基本過程24-26
• 2.2 厭氧生物處理的特點26-27
• 2.2.1 厭氧生物處理技術的優(yōu)點26-27
• 2.2.2 厭氧生物處理技術的缺點27
• 2.3 厭氧微生物降解動力學原理27-29
• 2.4 厭氧處理微生物生態(tài)學29-31
• 2.4.1 不產(chǎn)甲烷菌29
• 2.4.2 產(chǎn)甲烷菌29-30
• 2.4.3 不產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)甲烷菌之間的相互關系30-31
• 2.5 影響微生物厭氧消化的主要因素31-34
• 2.5.1 溫度31-32
• 2.5.2 酸堿度(pH值)32
• 2.5.3 氧化還原電位32
• 2.5.4 基質(zhì)的營養(yǎng)比例32-33
• 2.5.5 基質(zhì)微生物比(COD/VSS)33
• 2.5.6 抑制性物質(zhì)或毒性物質(zhì)33
• 2.5.7 其他因素33-34
• 第三章 實驗方案與分析方法34-42
• 3.1 實驗方案34
• 3.1.1 試驗方法34
• 3.1.2 實驗研究的內(nèi)容34
• 3.2 實驗裝置34-35
• 3.3 實驗材料35-36
• 3.4 實驗所用藥品的配制36-37
• 3.5 實驗測定指標與分析方法37-40
• 3.5.1 總固體(TS)37-38
• 3.5.2 揮發(fā)性固體(VS)38
• 3.5.3 pH的測定38
• 3.5.4 產(chǎn)氣量的測定38
• 3.5.5 VFA、氨氮的測定38-39
• 3.5.6 總堿度的測定39-40
• 3.5.7 氣體成分的測定40
• 3.6 實驗運行與維護40-42
• 第四章 實驗結果與分析42-52
• 4.1 實驗結果與分析42-51
• 4.1.1 進料有機負荷對pH的影響與分析42-43
• 4.1.2 進料有機負荷對產(chǎn)氣量的影響與分析43-44
• 4.1.3 進料有機負荷對氨氮的影響與分析44-46
• 4.1.4 進料有機負荷對VFA的影響與分析46-47
• 4.1.5 進料有機負荷對在總堿度的影響與分析47-49
• 4.1.6 進料有機負荷對產(chǎn)甲烷率的影響與分析49-51
• 4.2 本章小結51-52
• 結論與建議52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文60

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