水稻秸稈與豬糞干法厭氧發(fā)酵特性研究

【摘要】：厭氧發(fā)酵是一種常用的處理有機(jī)廢棄物的方法,它能夠降低碳排放并生產(chǎn)清潔能源——沼氣。本課題以新鮮沼液和脫水污泥為接種物,研究了不同沼液接種量、不同污泥添加量、不同稻秸預(yù)處理方式、不同料液C/N比和不同TS百分含量對(duì)水稻秸稈與豬糞干法厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響。根據(jù)產(chǎn)氣量、產(chǎn)甲烷情況以及發(fā)酵物料的基本理化指標(biāo)來判斷試驗(yàn)的最佳反應(yīng)工藝參數(shù)。最后,采用一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)各處理的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,比較了不同試驗(yàn)條件下的動(dòng)力學(xué)參數(shù),并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的探討。 試驗(yàn)結(jié)果表明：添加一定量的接種物可以提高產(chǎn)氣率,增大產(chǎn)氣峰值,并加速產(chǎn)氣過程,但是對(duì)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的累積產(chǎn)氣量無顯著影響；當(dāng)用飽和碳酸氫鈉溶液用作調(diào)節(jié)pH的緩沖液時(shí)會(huì)抑制產(chǎn)甲烷菌等微生物的活性,并使發(fā)酵料液的單位TS產(chǎn)氣率下降將近50%；熱堿處理能大幅度地提高稻秸的產(chǎn)氣效率,進(jìn)而縮短物料的停留時(shí)間；C/N比為20的發(fā)酵體系更有利于微生物生產(chǎn)沼氣；將豬糞和稻秸進(jìn)行聯(lián)合厭氧發(fā)酵能獲得比豬糞或稻秸單獨(dú)發(fā)酵時(shí)更高的產(chǎn)氣效率：所有處理試驗(yàn)產(chǎn)氣穩(wěn)定時(shí)至反應(yīng)結(jié)束甲烷含量均在80%以上。 將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)該模型能較好地應(yīng)用于豬糞與稻秸的混合厭氧發(fā)酵過程。當(dāng)對(duì)不同稻秸的預(yù)處理方式進(jìn)行分析時(shí),發(fā)現(xiàn)熱堿處理和熱堿波處理的試驗(yàn)組產(chǎn)氣過程出現(xiàn)了明顯的兩階段過程,其中第二階段的速率常數(shù)大于第一階段的速率常數(shù),這與試驗(yàn)的實(shí)際產(chǎn)氣情況也相吻合。 【關(guān)鍵詞】：稻秸 豬糞 接種物 預(yù)處理 干法厭氧發(fā)酵
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X712;X713
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 符號(hào)說明10-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 農(nóng)牧業(yè)廢棄物概述11-12
• 1.1.1 農(nóng)牧業(yè)廢棄物的產(chǎn)量及污染現(xiàn)狀11
• 1.1.2 農(nóng)牧業(yè)廢棄物的綜合利用途徑11-12
• 1.2 有機(jī)固體廢棄物的厭氧發(fā)酵研究12-20
• 1.2.1 厭氧發(fā)酵的基本原理與分類12-13
• 1.2.2 干法厭氧發(fā)酵處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)13-14
• 1.2.3 影響干法厭氧發(fā)酵過程的主要因素14-16
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外干法厭氧發(fā)酵技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.5 研究目的和意義19
• 1.2.6 技術(shù)路線19-20
• 第2章 試驗(yàn)材料、研究方法與內(nèi)容20-23
• 2.1 試驗(yàn)材料與儀器20
• 2.1.1 反應(yīng)原料20
• 2.1.2 試驗(yàn)試劑20
• 2.1.3 試驗(yàn)儀器20
• 2.2 研究方法20-21
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置20-21
• 2.2.2 監(jiān)測(cè)指標(biāo)及分析方法21
• 2.3 研究?jī)?nèi)容21-22
• 2.3.1 預(yù)試驗(yàn)21-22
• 2.3.2 正式試驗(yàn)22
• 2.4 數(shù)據(jù)分析22-23
• 2.4.1 豬糞與稻秸的產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率22
• 2.4.2 模型評(píng)價(jià)22-23
• 第3章 豬糞與稻秸試驗(yàn)條件預(yù)研究23-34
• 3.1 不同TS、C/N比交叉試驗(yàn)23-28
• 3.1.1 試驗(yàn)原料和方法23
• 3.1.2 產(chǎn)氣情況23-25
• 3.1.3 有機(jī)酸含量25-26
• 3.1.4 日產(chǎn)氣量與乙酸濃度的關(guān)系26-27
• 3.1.5 小結(jié)27-28
• 3.2 不同沼液添加量對(duì)豬糞與稻秸干法厭氧發(fā)酵的影響28-33
• 3.2.1 試驗(yàn)原料與方法28
• 3.2.2 產(chǎn)氣情況28-31
• 3.2.3 TS、pH、NH_4~+-N濃度和SCOD隨時(shí)間的變化情況31-33
• 3.2.4 小結(jié)33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第4章 豬糞與稻秸干法厭氧發(fā)酵的最佳試驗(yàn)條件34-59
• 4.1 不同沼液添加量對(duì)豬糞與稻秸干法厭氧發(fā)酵的影響34-38
• 4.1.1 試驗(yàn)原料與方法34
• 4.1.2 產(chǎn)氣量隨時(shí)間的變化34-36
• 4.1.3 日CH_4含量隨時(shí)間的變化36-37
• 4.1.4 試驗(yàn)前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的變化情況37-38
• 4.1.5 小結(jié)38
• 4.2 不同污泥添加量對(duì)豬糞與稻秸干法厭氧發(fā)酵的影響38-44
• 4.2.1 試驗(yàn)原料與方法38-39
• 4.2.2 產(chǎn)氣量隨時(shí)間的變化39-41
• 4.2.3 日CH_4含量隨時(shí)間的變化41-42
• 4.2.4 試驗(yàn)前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的變化情況42-43
• 4.2.5 小結(jié)43-44
• 4.3 不同預(yù)處理方式對(duì)豬糞與稻秸干法厭氧發(fā)酵的影響44-49
• 4.3.1 試驗(yàn)原料與方法44-45
• 4.3.2 產(chǎn)氣量隨時(shí)間的變化45-47
• 4.3.3 日CH_4含量隨時(shí)間的變化47-48
• 4.3.4 試驗(yàn)前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的變化情況48
• 4.3.5 小結(jié)48-49
• 4.4 不同C/N比對(duì)豬糞與稻秸干法厭氧發(fā)酵的影響49-53
• 4.4.1 試驗(yàn)原料與方法49
• 4.4.2 產(chǎn)氣量隨時(shí)間的變化49-51
• 4.4.3 日CH_4含量隨時(shí)間的變化51-52
• 4.4.4 試驗(yàn)前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的變化情況52-53
• 4.4.5 小結(jié)53
• 4.5 不同TS含量對(duì)豬糞與稻秸干法厭氧發(fā)酵的影響53-58
• 4.5.1 試驗(yàn)原料與方法53-54
• 4.5.2 產(chǎn)氣量隨時(shí)間的變化54-56
• 4.5.3 日CH_4含量隨時(shí)間的變化56-57
• 4.5.4 試驗(yàn)前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的變化情況57
• 4.5.5 小結(jié)57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第5章 豬糞和稻秸厭氧發(fā)酵的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究59-62
• 5.1 厭氧發(fā)酵一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型59
• 5.2 不同反應(yīng)條件下豬糞和稻秸的厭氧發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較59-61
• 5.2.1 不同沼液添加量的動(dòng)力學(xué)研究59-60
• 5.2.2 不同污泥添加量的動(dòng)力學(xué)研究60-61
• 5.2.3 不同稻秸預(yù)處理方式的動(dòng)力學(xué)研究61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論和展望62-63
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 碩士期間論文發(fā)表情況69-70
• 致謝70

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