中溫混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響條件分析及優(yōu)化

【摘要】：二十一世紀(jì)世界各國科技發(fā)展十分迅速,隨著人口的增大,人們迫切尋求一種清潔能源來逐漸替代傳統(tǒng)能源。生物質(zhì)能源主要是動植物通過其新陳代謝活動將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)能貯存在自己體內(nèi),最后可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能被利用的一種清潔能源。沼氣是目前應(yīng)用最廣泛的生物質(zhì)能源。一般工業(yè)產(chǎn)甲烷分為高溫和中溫,高溫條件下生產(chǎn)甲烷成本過高,所以本文主要研究中溫條件下混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響條件及優(yōu)化。根據(jù)本實驗室條件,設(shè)計發(fā)酵反應(yīng)實驗,探究C/N,發(fā)酵濃度,接種物比例及溫度四個條件單因素對混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響。隨后進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實驗,優(yōu)化發(fā)酵條件。本研究獲得以下研究成果:C/N 25:1~30:1是最適合進(jìn)行混合原料沼氣厭氧發(fā)酵的碳氮比區(qū)間。最佳發(fā)酵C/N為30:1,這一碳氮比條件下累計產(chǎn)氣量和甲烷產(chǎn)量是各實驗組最高。沒有攪拌裝置的情況下,一般控制發(fā)酵濃度為TS 8%~12%。在這一濃度區(qū)間,隨著濃度升高累計產(chǎn)氣量逐漸增大。TS濃度為12%時累計產(chǎn)氣量及甲烷產(chǎn)量為各實驗組最高。接種物比例對厭氧發(fā)酵四階段具有重要影響,加大接種物比例可以縮短不產(chǎn)甲烷階段的時間,并且提升產(chǎn)氣速率及甲烷含量。在5%~20%接種物比例范圍內(nèi),隨著接種物比例增大,累計產(chǎn)氣量及甲烷含量逐漸增大。接種物比例為20%時單位TS產(chǎn)甲烷量最大,產(chǎn)氣量最大。中溫條件一般為適合沼氣厭氧發(fā)酵進(jìn)行的條件,在25~45°C范圍內(nèi)隨著溫度升高累計產(chǎn)氣量呈逐漸增大趨勢,甲烷含量呈逐漸增大趨勢,VS降解率呈逐漸增大趨勢。說明高溫有利于混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的進(jìn)行。由本部分實驗優(yōu)化混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣生產(chǎn)條件,600 m L發(fā)酵體系發(fā)酵濃度為TS 12%的情況下,最佳生產(chǎn)條件為C/N 28.4:1,接種物比例20%,發(fā)酵溫度45°C。預(yù)測產(chǎn)甲烷1516 m L,實際產(chǎn)甲烷1509 m L。相對誤差小于1%,表明優(yōu)化結(jié)果具有合理性。 【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì)能 甲烷 混合原料 厭氧發(fā)酵 影響因素
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 厭氧發(fā)酵技術(shù)概述10-19
• 1.2.1 厭氧發(fā)酵四階段理論12-14
• 1.2.2 厭氧發(fā)酵的影響因素14-19
• 1.2.3 厭氧發(fā)酵的優(yōu)缺點19
• 1.3 混合厭氧發(fā)酵研究狀況19-21
• 1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 簡述響應(yīng)面法21
• 1.5 研究的目的及意義21-22
• 1.6 研究內(nèi)容、方法和技術(shù)路線22-25
• 1.6.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.6.2 研究方法和技術(shù)路線23-25
• 第2章 材料與方法25-29
• 2.1 實驗材料25
• 2.2 實驗檢測指標(biāo)及藥品儀器25-29
• 2.2.1 實驗指標(biāo)25-27
• 2.2.2 實驗主要試劑27
• 2.2.3 實驗主要儀器27-29
• 第3章 單因素對厭氧發(fā)酵影響實驗設(shè)計及結(jié)果分析29-49
• 3.1 發(fā)酵條件實驗前的預(yù)實驗29
• 3.1.1 實驗設(shè)計29
• 3.1.2 實驗結(jié)果29
• 3.2 C/N對混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響29-34
• 3.2.1 實驗設(shè)計29-30
• 3.2.2 實驗結(jié)果及分析30-34
• 3.3 發(fā)酵濃度(TS)對混合原料沼氣厭氧發(fā)酵的影響34-38
• 3.3.1 實驗設(shè)計34
• 3.3.2 實驗結(jié)果及分析34-38
• 3.4 接種物比例對混合原料沼氣厭氧發(fā)酵的影響38-43
• 3.4.1 實驗設(shè)計38-39
• 3.4.2 實驗結(jié)果及分析39-43
• 3.5 溫度對混合原料沼氣厭氧發(fā)酵的影響43-47
• 3.5.1 實驗設(shè)計43
• 3.5.2 實驗結(jié)果及分析43-47
• 3.6 小結(jié)47-49
• 第4章 混合原料厭氧發(fā)酵影響因素優(yōu)化49-54
• 4.1 PLACKETT-BURMAN實驗49-51
• 4.1.1 實驗設(shè)計49-50
• 4.1.2 實驗結(jié)果及分析50-51
• 4.2 中心組合設(shè)計實驗51-53
• 4.2.1 實驗設(shè)計51
• 4.2.2 實驗結(jié)果及分析51-53
• 4.3 發(fā)酵條件優(yōu)化實驗53-54
• 4.3.1 模擬最優(yōu)生產(chǎn)條件53
• 4.3.2 最佳生產(chǎn)條件驗證53
• 4.3.3 小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 致謝61

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

厭氧消化處理城市垃圾多因素研究    喬瑋,曾光明,袁興中,黃國和,李建兵

我國畜禽糞便污染現(xiàn)狀與治理對策    劉輝;王凌云;劉忠珍;楊少海;

Investigation on emission factors of particulate matter and gaseous pollutants from crop residue burning    

牲畜糞便與秸稈混合的厭氧發(fā)酵效果及影響因素分析    王曉嬌;楊改河;馮永忠;任廣鑫;韓新輝;宋籽霖;

接種物濃度對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性影響的研究    潘云霞,李文哲

牲畜糞便與麥稈混合厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣量、發(fā)酵時間及最優(yōu)溫度    張翠麗;李軼冰;卜東升;楊改河;

沼氣高效厭氧發(fā)酵的條件及產(chǎn)氣效應(yīng)研究    楚莉莉

多原料混合厭氧共發(fā)酵制沼氣工藝優(yōu)化    徐鑫

畜禽龍頭企業(yè)廢棄物處理與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系探討    李靜;李巖;

有機(jī)固體廢棄物厭氧發(fā)酵處理的研究進(jìn)展    左秀錦;鞏瀟;曹建明;蘇榮梅;王永波;

中溫下3種落葉厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量研究    孫樹貴;任廣鑫;翟寧寧;王諾菡;霍敏;

餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷綜述    任維琰;李勇;顧廣發(fā);

不同吸附劑對棉花秸稈沼氣發(fā)酵效率的影響研究    王永澤;邵明勝;楊立;李冬生;王金華;

接種對厭氧消化產(chǎn)氣的影響研究進(jìn)展    李靜;丁怡斐;肖勤;

基于污染控制的畜禽養(yǎng)殖場適度規(guī)模的理論分析    王會;王奇;

馴化接種對高固體濃度豬糞厭氧發(fā)酵的影響    王悅超;雷中方;

城市生活垃圾厭氧消化的熵分析    蒲貴兵;甄衛(wèi)東;張記市;孫可偉;吳滿昌;

果蔬廢棄物厭氧消化特征及固體減量研究    劉廣民;董永亮;薛建良;肖宇芳;尹莉莉;

微量金屬元素對農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧消化的作用    潘云霞;

秸稈沼氣工程工藝參數(shù)探討    段娜;林聰;侯錦;趙凱;趙廷莊;

接種量對牛糞厭氧干發(fā)酵的影響    郭亮;馬傳杰;花日茂;

施用蛋雞糞的龍眼園土壤質(zhì)量現(xiàn)狀評價    李昆;吳銀寶;廖新俤;

沈陽市畜禽糞便環(huán)境污染調(diào)查及綜合防治與資源化利用對策    張敏;李軼;劉慶玉;趙玲;敖永華;陳東雨;李金洋;

農(nóng)業(yè)廢棄物對環(huán)境的風(fēng)險和對策    王菲;王順利;劉悅秋;劉克鋒;高程達(dá);

甜高梁作為能源作物的優(yōu)勢    趙通;張喆;王延飛;

餐廚垃圾制沼及膜法沼氣提純一體化系統(tǒng)設(shè)計及理論研究    尼姝麗

沼氣高效厭氧發(fā)酵的條件及產(chǎn)氣效應(yīng)研究    楚莉莉

水解酶預(yù)處理對城市有機(jī)生活垃圾厭氧消化的影響    李建昌

水葫蘆厭氧發(fā)酵特性及工藝技術(shù)研究    葉小梅

生物預(yù)處理玉米秸稈厭氧干發(fā)酵特性及沼渣基質(zhì)利用的研究    趙玲

完全混合式有機(jī)固體廢物厭氧消化過程研究    周富春

城市生活垃圾厭氧消化的關(guān)鍵生態(tài)因子強(qiáng)化研究    張記市

生態(tài)堆肥反應(yīng)器的污染物去除特性研究及應(yīng)用示范    王洪波

生物質(zhì)與煤混燒過程中細(xì)微顆粒排放特性研究    王泉斌

電噴霧解吸電離質(zhì)譜技術(shù)在大氣氣溶膠分析中的應(yīng)用研究    李梅

稻草預(yù)處理技術(shù)與產(chǎn)氣特性的實驗研究    李國順

太陽能加熱的恒溫沼氣池產(chǎn)氣性能實驗研究    柏建華

生態(tài)型養(yǎng)狐場模式的構(gòu)建    孫麗英

農(nóng)作物秸稈燃燒排放PM_（2.5）中有機(jī)物的研究    袁靜

污泥水解酸化產(chǎn)氫發(fā)酵液厭氧產(chǎn)沼氣的特性研究    魯珍

發(fā)酵床養(yǎng)殖模式對豬舍環(huán)境及豬肉品質(zhì)的影響研究    郭焱芳

秸稈廢棄物固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)氫的研究    白真真

半連續(xù)餐廚垃圾與豬糞混合厭氧消化性能及動力學(xué)研究    吳燕

小麥秸稈高效厭氧發(fā)酵特性研究    張彤

糞便與玉米秸稈混合發(fā)酵產(chǎn)氣效果研究    李偉

接種物數(shù)量對沼氣產(chǎn)氣量的影響    趙洪;鄧功成;高禮安;李靜;馬媛;李永波;俸才軍;張林;楊世凱;黎嬌凌;

沼氣發(fā)酵微生物低溫馴化研究    鄧功成;李靜;趙洪;高禮安;馬媛;李永波;黎嬌凌;俸才軍;張林;楊世凱;

pH值對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響    王永澤;邵明勝;王志;陳雄;李冬生;王金華;

攪拌對豬糞半干法發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響    程洋;陳澤智;龔慧娟;孟德勝;

中溫下3種落葉厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量研究    孫樹貴;任廣鑫;翟寧寧;王諾菡;霍敏;

干物質(zhì)濃度對菠蘿葉渣干式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響    鄧怡國;王金麗;孫偉生;焦靜;鄭勇;王剛;

蠶豆殼發(fā)酵產(chǎn)沼氣潛力的研究    尹雯;茹菁宇;劉士清;張無敵;王家強(qiáng);

馬鈴薯皮渣沼氣發(fā)酵潛力的研究    孫傳伯;李云;廖梓良;劉士清;

物化組合預(yù)處理對秸稈厭氧水解酸化pH值的影響    蔣田華;王友保;

長江三角洲城郊畜禽糞便的污染負(fù)荷及其防治對策    劉培芳,陳振樓,許世遠(yuǎn),劉杰

熱堿預(yù)處理對秸稈厭氧發(fā)酵的影響    鄭萬里

動植物生產(chǎn)廢棄物厭氧消化工藝研究    盧旭珍

沼氣發(fā)酵過程中產(chǎn)甲烷菌分子多樣性研究及產(chǎn)甲烷菌的分離    汪婷

不同溫度條件豬雞糞混合厭氧消化性能的研究    王永成

不同溫度牛雞混合糞厭氧發(fā)酵性能的研究    許洪偉

不同原料及其配比厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效果研究    楚莉莉

牛糞和鴨糞厭氧消化產(chǎn)氣的影響因素研究    李禮

用厭氧發(fā)酵技術(shù)處理農(nóng)村養(yǎng)殖場畜禽糞便    徐衛(wèi)佳

日光溫室生產(chǎn)廢棄物厭氧發(fā)酵特性初探    邱凌,盧旭珍,王蘭英,王俊鵬

蚓糞對厭氧發(fā)酵影響的初步研究    張彥;楊世關(guān);張百良;

固體有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵反應(yīng)器微生物載體選擇研究    李文哲;公維佳;

牛糞厭氧發(fā)酵的載體篩選試驗研究    夏吉慶;李文哲;李惠強(qiáng);

農(nóng)作物秸稈干式厭氧發(fā)酵實驗研究    寧桂興;申歡;文一波;王凱;李天增;

不同溫度對畜禽糞便厭氧發(fā)酵的影響    陳智遠(yuǎn);蔡昌達(dá);石東偉;

蒸汽爆破預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于秸稈厭氧發(fā)酵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析    王許濤;劉麗莎;張百良;

不同處理秸稈中溫厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣效果    周瑋;董保成;齊岳;

稀堿法預(yù)處理對秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響研究    楊立;張婷;龔乃超;李紅麗;

篁竹草厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性及結(jié)構(gòu)變化研究    羅艷;陳廣銀;羅興章;鄭正;鄭斌國;方彩霞;

利用厭氧發(fā)酵技術(shù)綜合治理畜牧業(yè)污染的探討    錢午巧;包武;陳彪;林代炎;盧濟(jì)事;

厭氧發(fā)酵過程數(shù)學(xué)模型研究    何光設(shè);蔣恩臣;

寵物狗糞便厭氧發(fā)酵試驗研究    雷宇;馬煜;劉士清;張無敵;尹芳;徐銳;李建昌;陳玉保;

不同原料配比對餐飲廢棄物高溫厭氧發(fā)酵的影響    常國璋;席新明;郭康權(quán);楊秀生;

煙草廢棄物高溫干式厭氧發(fā)酵的中試研究    唐蓉;

利用厭氧發(fā)酵技術(shù)綜合治理畜牧業(yè)污染的探討    錢午巧;包武;陳彪;林代炎;盧濟(jì)事;

兩相厭氧發(fā)酵工藝的研究    劉丹;李文哲;

農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵影響因素探討    龐小平;牛明芬;王賽月;王昊;

早熟禾厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣研究    王陽;林聰;韓艷霄;程東林;

南豐生豬污物“厭氧發(fā)酵”環(huán)保又經(jīng)濟(jì)    平衛(wèi)東

我首條垃圾聯(lián)合厭氧發(fā)酵生產(chǎn)線運行    記者 胡左

城市生物質(zhì)垃圾聯(lián)合厭氧發(fā)酵工藝在東勝區(qū)實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)    張繼東

秸稈厭氧發(fā)酵制氫產(chǎn)氣量提高    錢伯章

厭氧發(fā)酵：城市垃圾處理新方法    尚東 編譯

國家?？钪С洲r(nóng)業(yè)固體廢棄物轉(zhuǎn)化研究    史曉龍

專家勾勒生物基化學(xué)品路線圖    本報記者 李曉巖

我市可望實現(xiàn)沼氣產(chǎn)業(yè)化    記者 陳紅陽　特約通訊員 吳閣瑋

循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈讓玉米增值6倍    特約記者 魏建軍

畜禽糞便能生產(chǎn)高效有機(jī)肥    杜杰

餐廚廢棄物厭氧發(fā)酵特性研究    劉丹

厭氧發(fā)酵技術(shù)處理餐廚垃圾產(chǎn)沼氣的研究    張存勝

玉米秸稈干式厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化機(jī)理及微生物演替規(guī)律研究    楊天學(xué)

沼氣高效厭氧發(fā)酵的條件及產(chǎn)氣效應(yīng)研究    楚莉莉

混合原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷技術(shù)研究    劉爽

秸稈沼氣厭氧發(fā)酵的預(yù)處理工藝優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)實用性分析    宋籽霖

水葫蘆厭氧發(fā)酵特性及工藝技術(shù)研究    葉小梅

鈍齒棒桿菌厭氧發(fā)酵產(chǎn)琥珀酸的研究    陳小舉

餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵氨氮特性與控制方法研究    陳祥

基于LS-SVM的厭氧發(fā)酵過程軟測量建模研究    劉博

不同厭氧發(fā)酵條件對漆酶預(yù)處理秸稈產(chǎn)沼氣的影響研究    何巖

土霉素對厭氧發(fā)酵過程古菌群落及抗性基因的影響    潘洪加

不同餐廚泔水生物質(zhì)垃圾沉降性能及厭氧發(fā)酵試驗研究    程俊偉

中溫混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響條件分析及優(yōu)化    段彥芳

蚓糞促進(jìn)厭氧發(fā)酵效果的試驗研究    張彥

汽爆秸稈兩相法厭氧發(fā)酵試驗研究    劉杰博

有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵特性的研究    周嶺

農(nóng)業(yè)廢棄物干法厭氧發(fā)酵關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化研究    李想

養(yǎng)豬場廢液厭氧發(fā)酵反應(yīng)影響因素的研究    于濤