糞便與玉米秸稈混合發(fā)酵產(chǎn)氣效果研究

【摘要】：我國(guó)農(nóng)村人口眾多,能源短缺,大力發(fā)展沼氣不僅可以優(yōu)先利用可再生能源,而且改善了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境,具有顯著的能源、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和環(huán)保效益。本研究通過對(duì)比不同溫度條件下不同糞便與玉米秸稈混合物厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣效果和整個(gè)反應(yīng)過程中發(fā)酵料液pH值變化趨勢(shì),將溫度、原料、配比與pH值結(jié)合起來進(jìn)行系統(tǒng)的研究,以期得出不同溫度條件下不同混合原料的最優(yōu)配比,為農(nóng)村戶用沼氣池厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的選料及配料比例提供理論依據(jù)。 本試驗(yàn)通過自行設(shè)計(jì)的可控性恒溫發(fā)酵裝置,以預(yù)處理后的玉米秸稈和畜禽糞便(雞糞,豬糞,牛糞)為沼氣發(fā)酵原料,雞糞、豬糞和牛糞分別與玉米秸稈按干物質(zhì)質(zhì)量3:1、2:1、1:1、1:2比例進(jìn)行配比,在10℃～40℃(每5℃為一溫度梯度)條件下進(jìn)行批量試驗(yàn),研究3種糞稈混合原料不同配比在不同溫度條件下產(chǎn)氣效果及pH值的變化趨勢(shì),并通過SPSS對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析,建立最優(yōu)回歸方程,得出不同溫度下不同混合原料的最優(yōu)配比及預(yù)計(jì)最大累積產(chǎn)氣量。本試驗(yàn)得出以下主要結(jié)論: (1)10℃～40℃條件下,從原料的配比看,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵,最大累積產(chǎn)氣量在10℃、15℃和40℃時(shí)分別出現(xiàn)在糞稈比為3:1、1:2和3:1的試驗(yàn)組,在其他溫度下均出現(xiàn)在糞稈比為2:1的試驗(yàn)組;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵,最大累積產(chǎn)氣量在15℃時(shí)出現(xiàn)在糞稈比為3:1的試驗(yàn)組,在其他溫度下都出現(xiàn)在糞稈比2:1的試驗(yàn)組;牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵,按照溫度順序,最大累積產(chǎn)氣量分別出現(xiàn)在糞稈比1:1、3:1、1:2、1:2、1:1、1:2、3:的試驗(yàn)組。 (2)從3種混合原料的累積產(chǎn)氣量看,雞糞與玉米秸稈混合物在35℃下糞稈比2:1時(shí)最優(yōu),為16865mL,在10℃糞稈比2:1和1:1時(shí)最小為310mL;豬糞與玉米秸稈混合物在35℃糞稈比2:1時(shí)最優(yōu),為15177mL,在10℃糞稈比3:1時(shí)最小為205mL;牛糞與玉米秸稈混合物在35℃糞稈比1:2時(shí)最優(yōu),為12973mL,在10℃糞稈比2:1最小為280mL。 (3)3種混合原料pH值在發(fā)酵初期普遍較低,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,pH基本呈現(xiàn)隨著產(chǎn)氣速率的增大而升高的趨勢(shì),在pH達(dá)到最大后開始下降,且在整個(gè)發(fā)酵過程中pH處于動(dòng)態(tài)變化中。10℃～20℃條件下pH值在整個(gè)反應(yīng)過程中變化幅度較小,20℃條件下3種混合原料呈現(xiàn)出隨著反應(yīng)的進(jìn)行緩慢升高直至產(chǎn)氣結(jié)束的趨勢(shì),25℃～40℃條件下,pH值的變化趨勢(shì)與產(chǎn)氣速率的變化趨勢(shì)基本相似。 (4)用SPSS軟件對(duì)10℃～40℃條件下不同配比雞糞、豬糞和牛糞分別與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量進(jìn)行回歸分析得出:10℃條件下,豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為2.11:1,最大累積產(chǎn)氣量為261mL;牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為3.28:1,最大累積產(chǎn)氣量為313mL。15℃條件下,豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.35:1,最大累積產(chǎn)氣量為1440mL。20℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為2.23:1,最大累積產(chǎn)氣量為3277mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.79:1,最大累積產(chǎn)氣量為6272mL。25℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.87:1,最大累積產(chǎn)氣量為10254mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.68:1,最大累積產(chǎn)氣量為11000mL。30℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.86:1,最大累積產(chǎn)氣量為12084mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.89:1,最大累積產(chǎn)氣量為11864mL;牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為2.82:1,最大累積產(chǎn)氣量為9895mL。35℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.81:1,最大累積產(chǎn)氣量為17000mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.86:1,最大累積產(chǎn)氣量為15246mL。40℃條件下,雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.46:1,最大累積產(chǎn)氣量為15095mL;豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵最優(yōu)配比為1.47:1,最大累積產(chǎn)氣量為15513mL。 【關(guān)鍵詞】：糞便 玉米秸稈 沼氣 厭氧發(fā)酵 最優(yōu)配比
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：S216.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-20
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展13-17
• 1.2.1 國(guó)外厭氧發(fā)酵研究進(jìn)展13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)厭氧發(fā)酵研究進(jìn)展14-17
• 1.3 研究的目的和意義17-19
• 1.3.1 沼氣發(fā)酵原理17-18
• 1.3.2 研究目的和意義18-19
• 1.4 研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 研究方法與試驗(yàn)方案20-22
• 2.1 試驗(yàn)材料20
• 2.1.1 發(fā)酵原料和接種物20
• 2.1.2 原料的預(yù)處理20
• 2.2 試驗(yàn)裝置20-21
• 2.3 試驗(yàn)方案21
• 2.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法21-22
• 第三章 結(jié)果與分析22-58
• 3.1 不同溫度下雞糞與玉米秸稈混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣速率及pH 變化22-30
• 3.1.1 在10℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化22-23
• 3.1.2 在15℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化23-24
• 3.1.3 在20℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化24-25
• 3.1.4 在25℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化25-26
• 3.1.5 在30℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化26-27
• 3.1.6 在35℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化27-29
• 3.1.7 在40℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化29-30
• 3.2 不同溫度下豬糞與玉米秸稈混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣速率及pH 變化30-38
• 3.2.1 在10℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化30-31
• 3.2.2 在15℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化31-32
• 3.2.3 在20℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化32-33
• 3.2.4 在25℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化33-35
• 3.2.5 在30℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化35-36
• 3.2.6 在35℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化36-37
• 3.2.7 在40℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化37-38
• 3.3 不同溫度下牛糞與玉米秸稈混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣速率及pH 變化38-47
• 3.3.1 在10℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化38-39
• 3.3.2 在15℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化39-41
• 3.3.3 在20℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化41-42
• 3.3.4 在25℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化42-43
• 3.3.5 在30℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化43-44
• 3.3.6 在35℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化44-45
• 3.3.7 在40℃溫度下產(chǎn)氣速率及pH 值變化45-47
• 3.4 不同溫度下糞便與玉米秸稈不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化47-54
• 3.4.1 在10℃時(shí)不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化47-48
• 3.4.2 在15℃時(shí)不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化48-49
• 3.4.3 在20℃時(shí)不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化49-50
• 3.4.4 在25℃時(shí)不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化50-51
• 3.4.5 在30℃時(shí)不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化51-52
• 3.4.6 在35℃時(shí)不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化52-53
• 3.4.7 在40℃時(shí)不同配比原料厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣量的變化53-54
• 3.5 糞便與玉米秸稈不同配比混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型的建立54-58
• 3.5.1 雞糞與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型54-55
• 3.5.2 豬糞與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型55-56
• 3.5.3 牛糞與玉米秸稈混合發(fā)酵累積產(chǎn)氣量數(shù)學(xué)模型56-58
• 第四章 結(jié)論與討論58-60
• 4.1 結(jié)論58-59
• 4.2 討論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-65
• 作者簡(jiǎn)介65

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厭氧發(fā)酵技術(shù)在有機(jī)垃圾處理方面的應(yīng)用    陸衛(wèi)亞

長(zhǎng)江三角洲地表水環(huán)境污染規(guī)律及調(diào)控對(duì)策    陳振樓,許世遠(yuǎn),徐啟新,胡雪峰,俞立中

20～30℃牛糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的試驗(yàn)    王麗麗;王忠江;梁俊爽;楊廣林;李文哲;

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牛糞與玉米秸稈混合原料干發(fā)酵試驗(yàn)初報(bào)    劉心雨;王山虎;劉德江;邱桃玉;

自循環(huán)糞草混合發(fā)酵沼氣池    謝昭元

蚓糞與玉米秸混合厭氧消化實(shí)驗(yàn)    陳廣銀;鄭正;鄒星星;方彩霞;羅艷;

豬羊糞及其配比發(fā)酵沼氣試驗(yàn)初報(bào)    李木子;孫軍德;

怎樣利用沼渣養(yǎng)蚯蚓    吳躍先;

朽木來源纖維素分解細(xì)菌·真菌混合秸稈纖維發(fā)酵研究    岳昌武;楊明理;劉坤祥;

油菜秸稈混合發(fā)酵降解菌的篩選    萬楚筠;劉睿;黃鳳洪;黃茜;

混合發(fā)酵產(chǎn)單細(xì)胞油脂初探    廖碧鳳;謝必峰;

奶牛糞便降解菌篩選和混合菌發(fā)酵研究    劉旭;李登煜;李揚(yáng);魏良;安杰;

混合發(fā)酵誘導(dǎo)兩株海洋真菌產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物研究    朱峰;林永成;

復(fù)合微生物菌劑對(duì)棉籽餅粕秸稈混合發(fā)酵脫毒的研究    王冬梅;郭書賢;臧晉;薛剛;

互花米草厭氧發(fā)酵初步試驗(yàn)研究    李繼紅;楊世關(guān);鄭正;宋華民;孟卓;

玉米、大豆混合發(fā)酵酸奶的加工工藝研究    周建新;姚明蘭;

微生物二步混合發(fā)酵稻草生產(chǎn)飼料蛋白的研究    陳敏;方序;

蚓糞與玉米秸混合厭氧消化實(shí)驗(yàn)    陳廣銀;鄭正;鄒星星;方彩霞;羅艷;

互花米草厭氧生物轉(zhuǎn)化試驗(yàn)研究    楊世關(guān);李繼紅;鄭正;孟卓;

玉米秸稈酸解及發(fā)酵制乙醇過程研究    王承學(xué);曾慶梅;

轉(zhuǎn)基因酵母能進(jìn)行多種糖分混合發(fā)酵    劉霞

青飼料發(fā)酵喂豬“三法”    邢偉江王金寶

冬季養(yǎng)豬增溫新法——發(fā)酵床養(yǎng)豬    梁久梅

海外采風(fēng)    楊錫林 河外 玲玲

牛糞增值開發(fā)面面觀    山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院教授 冀貞陽

趣談各國(guó)的國(guó)菜    徐曙光

牛糞開發(fā)可增值    冀貞陽

吃飯順序記住幾個(gè)“先后”    健康時(shí)報(bào)記者 楊銳 健康時(shí)報(bào)特約專家 西木博士

增效降耗養(yǎng)魚新法    洪學(xué)

海寧水葫蘆發(fā)電“驚動(dòng)”聯(lián)合國(guó)    記者 蔡琦 通訊員 袁青峰

秸稈微生物共發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白研究    潘鋒

淡水魚糜發(fā)酵及其凝膠形成機(jī)理研究    胡永金

粗糙脈孢菌AS3.1602乙醇發(fā)酵的代謝研究    張志華

利用農(nóng)業(yè)廢棄物混合發(fā)酵生產(chǎn)L—乳酸及飼料的初步研究    徐娟娟

內(nèi)生真菌混合發(fā)酵產(chǎn)鬼臼毒素的研究    劉星

蘇云金桿菌NU-1、NU-2的混合發(fā)酵及毒力保護(hù)的研究    王麗紅

微生物發(fā)酵生產(chǎn)肉豬菌體蛋白飼料的研究與應(yīng)用    宋鵬

微生物發(fā)酵制氫系統(tǒng)的研究    齊亞林

幾株芽孢桿菌對(duì)殺蟲蘇云金桿菌菌株的增效作用研究    劉銘

利用蘋果渣發(fā)酵生產(chǎn)奶牛蛋白飼料及應(yīng)用的研究    秦蓉

玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的研究    林鶯

改進(jìn)臘八豆品質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)研究    夏巖石

木霉和曲霉混合發(fā)酵提高非淀粉多糖酶系活力的研究    胡奎娟