玉米秸稈和牛糞混合厭氧發(fā)酵工藝優(yōu)化研究

【摘要】：本論文是在國(guó)家農(nóng)業(yè)科技跨越計(jì)劃項(xiàng)目“以秸稈能源化利用為核心循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范”(項(xiàng)目編號(hào):2130106-38)和國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目“太陽(yáng)能輔熱型農(nóng)村高效沼氣設(shè)備工程化技術(shù)測(cè)試與轉(zhuǎn)化”(05EFN214100171)的資助下完成的。 本文緊緊圍繞秸稈和畜禽類(lèi)糞便的資源化聯(lián)合利用,選取常見(jiàn)的玉米秸稈,根據(jù)河南省新鄭市佳利奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)模式建立了混合厭氧發(fā)酵模擬試驗(yàn)系統(tǒng),研究玉米秸稈預(yù)處理的優(yōu)化新工藝,探討了在變溫、恒溫條件下秸稈和糞便的混合厭氧發(fā)酵規(guī)律。 (1)在查閱、研究玉米秸稈現(xiàn)有的預(yù)處理的基礎(chǔ)上,提出先進(jìn)行物理研磨、然后在常壓條件下進(jìn)行兩段酸水解和超聲水浴加熱的預(yù)處理工藝方法,并確定了適宜的工藝條件為:一段濃酸預(yù)處理中,固液比為1:15,硫酸濃度為55%,超聲時(shí)間25min,超聲溫度85℃,糖化率達(dá)到最大;二段稀酸段水解中,秸稈粒度為140目、固液比為1:12、稀硫酸濃度0.5%,超聲時(shí)間為60min時(shí),糖化率達(dá)到最大。經(jīng)兩段水解后,總糖收率顯著增加,可達(dá)83.81%,比常規(guī)酸式水解提高了約26%。 (2)根據(jù)河南省新鄭市佳利奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的實(shí)際情況,建立了混合厭氧發(fā)酵模擬試驗(yàn)系統(tǒng),探討變溫和恒溫條件下,純牛糞和牛糞與玉米秸稈混合厭氧發(fā)酵的規(guī)律;在變溫條件下,牛糞和玉米秸稈的不同混合比例對(duì)發(fā)酵效果的影響,得出以下相關(guān)結(jié)論:混合發(fā)酵的效果要優(yōu)于單純使用牛糞發(fā)酵的效果,恒溫下相對(duì)高出41.47%,變溫條件下要高出約96%;牛糞和玉米秸稈3:1的配比發(fā)酵要優(yōu)于1:1的配比發(fā)酵,產(chǎn)氣量提升了31.21%;配比較高的混合發(fā)酵對(duì)溫度變化反應(yīng)敏感。 論文研究?jī)?nèi)容對(duì)當(dāng)前解決秸稈和畜禽類(lèi)糞便混合厭氧發(fā)酵,提高產(chǎn)氣率具有一定的參考價(jià)值,對(duì)于發(fā)展我國(guó)循環(huán)農(nóng)業(yè)、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境有著積極的作用。 【關(guān)鍵詞】：預(yù)處理 混合厭氧發(fā)酵 變溫 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：S216.4
【目錄】：

• 致謝4-7
• 摘要7-8
• 第1章 緒論8-22
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 生物質(zhì)能利用技術(shù)9-12
• 1.2.1 直接燃燒技術(shù)10
• 1.2.2 物化轉(zhuǎn)化技術(shù)10-11
• 1.2.3 生化轉(zhuǎn)化技術(shù)11-12
• 1.3 沼氣發(fā)酵技術(shù)12-16
• 1.3.1 我國(guó)沼氣發(fā)展歷史12-13
• 1.3.2 沼氣特性發(fā)酵原理13-15
• 1.3.3 沼氣發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)15-16
• 1.4 秸稈發(fā)酵產(chǎn)沼氣的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4.1 秸稈發(fā)酵產(chǎn)沼氣的工藝條件研究16-18
• 1.4.2 秸稈發(fā)酵產(chǎn)沼氣的預(yù)處理技術(shù)研究18-19
• 1.5 課題研究?jī)?nèi)容和意義19-22
• 1.5.1 課題意義19-20
• 1.5.2 研究目的20
• 1.5.3 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 玉米秸稈預(yù)處理的優(yōu)化研究22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 材料與方法22-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22-23
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟23-24
• 2.3 討論和分析24-34
• 2.3.1 常壓超聲濃酸水解實(shí)驗(yàn)研究24-29
• 2.3.2 常壓超聲稀酸水解實(shí)驗(yàn)研究29-34
• 2.4 結(jié)論與建議34-35
• 第3章 玉米秸稈與牛糞混合厭氧發(fā)酵優(yōu)化工藝研究35-45
• 3.1 引言35
• 3.2 材料與方法35-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料35
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置35-36
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法36-37
• 3.3 討論與分析37-43
• 3.3.1 恒溫、變溫條件下糞便和秸稈混合發(fā)酵研究37-41
• 3.3.2 變溫條件玉米秸稈和牛糞不同比例混合發(fā)酵研究41-43
• 3.4 結(jié)論與建議43-45
• 第4章 全文結(jié)論與建議45-46
• 4.1 結(jié)論45
• 4.2 建議45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• ABSTRACT49-50

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