玉米秸稈不同部位低濃度厭氧發(fā)酵特性研究

【摘要】：原料對于沼氣發(fā)酵起著至關(guān)重要的作用，如何利用原料，使其實現(xiàn)最大化利用是很多研究人員所關(guān)注的一個重點。本文開展玉米秸稈莖皮（SB）、葉片（L）、內(nèi)穰（SP）、整體（CS）分別與牛糞混合厭氧發(fā)酵研究，為進一步利用玉米秸稈混合發(fā)酵提供一定的理論和數(shù)值依據(jù)。根據(jù)沼氣工程中一些常用參數(shù)，進行最優(yōu)參數(shù)試驗，主要針對發(fā)酵濃度進行深入探討，得到以下結(jié)論： 1)通過批次試驗得到莖皮、葉片、內(nèi)穰、整體在所設(shè)定條件下（35℃、C/N=25、TS%≤10%），與牛糞配比最優(yōu)TS分別為8%、10%、5%、8%。玉米秸稈皮、葉、穰、整體各自最佳發(fā)酵濃度不同，分離后各自發(fā)酵是很有必要的。 2)內(nèi)穰混合VS產(chǎn)甲烷率最高為115.3mL·g~(-1)，葉片VS產(chǎn)甲烷率最高為109.7mL·g~(-1)，莖皮VS產(chǎn)甲烷率最高為125.0mL·g~(-1)，整體VS產(chǎn)甲烷率最高為80.0mL g~(-1)。 3)內(nèi)穰的最大產(chǎn)甲烷速率為3.29ml （g·d）~(-1)；葉片的最大產(chǎn)甲烷速率為3.13ml （g·d）~(-1)；莖皮的最大產(chǎn)甲烷速率為3.57ml （g·d）~(-1)，整體最大產(chǎn)甲烷速率為2.76ml （g·d）~(-1)。內(nèi)穰、葉、莖皮與牛糞混摻發(fā)酵最大產(chǎn)甲烷速率均比整體混牛糞發(fā)酵快。通過分離可以使玉米秸稈各部分發(fā)酵利用最大化。 4）最優(yōu)試驗中，各組實驗單位VS累積產(chǎn)甲烷量均與Gompertz方程擬合度好，符合一級降解動力學(xué)。葉子發(fā)酵液最容易降解，其次為內(nèi)穰、皮和整體。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 皮 葉 內(nèi)穰 厭氧發(fā)酵 沼氣
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 致謝4-7
• 摘要7-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 研究背景8
• 1.2 沼氣工程8-11
• 1.2.1 沼氣研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1.1 我國沼氣發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1.2 玉米秸稈制取沼氣現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容11-12
• 2 實驗材料與方法12-20
• 2.1 玉米秸稈成分測定12-15
• 2.1.1 碳含量的測定方法12-13
• 2.1.2 凱氏定氮法13
• 2.1.3 TS 和 VS 的測定13
• 2.1.4 半纖維素、纖維素、木質(zhì)素的測定13-14
• 2.1.5 成分測定結(jié)果14-15
• 2.2 發(fā)酵產(chǎn)沼氣特性試驗研究15-20
• 2.2.1 試驗材料15-16
• 2.2.2 試驗儀器與設(shè)備16-17
• 2.2.3 厭氧發(fā)酵裝置及其監(jiān)測系統(tǒng)17
• 2.2.4 發(fā)酵過程檢測17-20
• 2.2.4.1 產(chǎn)氣量測定17
• 2.2.4.2 甲烷、二氧化碳測定17-18
• 2.2.4.3 pH 值測定18
• 2.2.4.4 發(fā)酵液配比方案18-20
• 3 結(jié)果分析與討論20-41
• 3.1 試驗結(jié)果20-34
• 3.1.1 玉米秸稈不同部位與牛糞發(fā)酵產(chǎn)沼氣特性試驗研究20-29
• 3.1.1.1 配以新鮮牛糞的發(fā)酵試驗20-22
• 3.1.1.2 配以堆漚過的牛糞試驗研究22-29
• 3.1.1.3 試驗結(jié)果與分析29
• 3.1.2 玉米秸稈整體厭氧發(fā)酵29-32
• 3.1.3 不同堆放時間的牛糞發(fā)酵32-34
• 3.2 討論與分析34-41
• 3.2.1 實驗結(jié)果分析34-36
• 3.2.1.1 接種物對發(fā)酵周期的影響34-35
• 3.2.1.2 牛糞對發(fā)酵的影響35
• 3.2.1.3 秸稈發(fā)酵濃度受到 C/N 比影響35
• 3.2.1.4 內(nèi)穰、莖皮、葉片對 pH 值的適應(yīng)力35
• 3.2.1.5 發(fā)酵物對發(fā)酵液產(chǎn)甲烷的影響35-36
• 3.2.1.6 發(fā)酵溫度的影響36
• 3.2.2 最優(yōu)條件下發(fā)酵動力學(xué)研究36-41
• 3.2.2.1 最優(yōu)發(fā)酵試驗36-38
• 3.2.2.2 試驗數(shù)據(jù)分析38-39
• 3.2.2.3 最優(yōu)配比下發(fā)酵試驗的動力學(xué)研究39
• 3.2.2.4 模型的擬合度39-41
• 4 結(jié)論和討論41-42
• Abstract42-43
• 參考文獻(xiàn)43-45

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