農(nóng)林廢棄資源油茶果殼與豬糞混合沼氣發(fā)酵的工藝研究

【摘要】：本研究以油茶果殼-豬糞為原料進(jìn)行沼氣發(fā)酵,采用分批式和半連續(xù)式進(jìn)行厭氧發(fā)酵工藝參數(shù)的考察,對(duì)選擇不同油茶果殼預(yù)處理工藝以及油茶果殼-豬糞混合原料產(chǎn)氣性能進(jìn)行研究,考察了不同預(yù)處理方法對(duì)油茶果殼的影響,以及添加量對(duì)產(chǎn)沼氣性能的影響,為利用油茶果殼勇于沼氣發(fā)酵提供一定的數(shù)據(jù)參考,并為江西農(nóng)村可再生能源綜合利用提供新的思路。主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)不同預(yù)處理工藝對(duì)油茶果殼影響 選擇硫酸、氫氧化鈉、氨水作為化學(xué)預(yù)處理試劑,沼液浸泡作為生物預(yù)處理,研究化學(xué)及生物預(yù)處理對(duì)油茶果殼主要組分及厭氧效果的產(chǎn)氣效果；對(duì)比化學(xué)預(yù)處理和生物預(yù)處理試驗(yàn)對(duì)油茶果殼的產(chǎn)氣影響,選出最佳的預(yù)處理方法。 組分降解結(jié)果顯示,生物預(yù)處理過(guò)程木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的變化并未明顯好于化學(xué)預(yù)處理過(guò)程；累積產(chǎn)氣量結(jié)果顯示,化學(xué)預(yù)處理試驗(yàn)中氨水的產(chǎn)氣效果最好,單位產(chǎn)氣量達(dá)193.8mL/gVS；生物預(yù)處理試驗(yàn)中,預(yù)處理3d、5d、7d的單位產(chǎn)氣量分別為296.9、305和314.7mL/gVS,分別比氨水高53.2%、57.4%和62.4%。 (2)生物預(yù)處理后油茶果殼用于沼氣發(fā)酵的工藝及過(guò)程參數(shù)研究 采用分批式厭氧發(fā)酵工藝,通過(guò)不同粒度大小、不同溫度發(fā)酵產(chǎn)氣試驗(yàn),以及預(yù)處理前、預(yù)處理后油茶果殼和純豬糞厭氧消化運(yùn)行參數(shù)比較,研究油茶果殼的最佳處理工藝。 研究發(fā)現(xiàn)最佳粒度為40目,最適宜消化溫度為37℃；同等質(zhì)量條件下,預(yù)處理后油茶果殼的累積產(chǎn)氣量比純豬糞高出38.2%,單位產(chǎn)氣量可達(dá)316.7ml/gVS；油茶果殼的沼氣平均甲烷含量達(dá)52%,比純豬糞高出27.2%。 (3)油茶果殼-豬糞的半連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝研究 采用半連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝以及有機(jī)負(fù)荷固定條件下,利用不同比例油茶果殼-豬糞共消化進(jìn)行沼氣發(fā)酵研究,考察油茶果殼-豬糞混合消化的可行性。 半連續(xù)試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)油茶果殼：豬糞分別為1：2、1：1、2：1時(shí),沼氣產(chǎn)率分別要比純豬糞高出27.3%、48.5%、11.9%；當(dāng)油茶果殼：豬糞為1：1時(shí)平均產(chǎn)氣率最高,達(dá)到2025mL/d·L. 【關(guān)鍵詞】：油茶果殼 豬糞 預(yù)處理 厭氧消化 沼氣
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ920.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 導(dǎo)論8-21
• 1.1 引言8-9
• 1.2 農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生及危害9-11
• 1.2.1 畜牧廢棄物的產(chǎn)生及危害9
• 1.2.2 農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生及危害9-11
• 1.3 農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用11-12
• 1.4 油茶果殼資源與生態(tài)學(xué)特性12-13
• 1.5 農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)機(jī)理及國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展13-18
• 1.5.1 厭氧發(fā)酵技術(shù)機(jī)理13-14
• 1.5.2 秸稈預(yù)處理研究的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展14-16
• 1.5.3 共消化沼氣發(fā)酵技術(shù)國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展16-18
• 1.6 選題的目的和意義18-19
• 1.7 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線19-21
• 1.7.1 研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.7.2 技術(shù)路線20-21
• 第二章 油茶果殼預(yù)處理工藝的研究21-35
• 2.1 材料和方法21-27
• 2.1.1 試驗(yàn)材料21-22
• 2.1.2 試驗(yàn)裝置22
• 2.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)22-23
• 2.1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法23-27
• 2.2 化學(xué)預(yù)處理對(duì)油茶果殼的影響研究27-32
• 2.2.1 不同濃度和種類化學(xué)預(yù)處理對(duì)油茶果殼的影響27-31
• 2.2.2 化學(xué)預(yù)處理對(duì)油茶果殼沼氣發(fā)酵的影響31-32
• 2.3 生物預(yù)處理對(duì)油茶果殼沼氣發(fā)酵的研究32-33
• 2.3.1 生物預(yù)處理油茶果殼主要組分的變化32-33
• 2.3.2 生物預(yù)處理對(duì)油茶果殼沼氣發(fā)酵的影響33
• 2.4 化學(xué)與生物預(yù)處理對(duì)油茶果殼產(chǎn)氣效果的比較33-35
• 第三章 生物預(yù)處理后油茶果殼發(fā)酵工藝及過(guò)程參數(shù)研究35-42
• 3.1 材料和方法35
• 3.1.1 試驗(yàn)材料35
• 3.1.2 試驗(yàn)裝置35
• 3.2 測(cè)定指標(biāo)和方法35-36
• 3.2.1 pH值35-36
• 3.2.2 日產(chǎn)氣量36
• 3.2.3 甲烷含量36
• 3.3 粒度對(duì)厭氧消化的影響36-37
• 3.4 溫度對(duì)厭氧消化的影響37-38
• 3.5 預(yù)處理過(guò)程油茶果殼及豬糞的詳細(xì)對(duì)比研究38-41
• 3.5.1 pH值38-39
• 3.5.2 產(chǎn)氣情況39-40
• 3.5.3 甲烷含量40-41
• 3.6 小結(jié)41-42
• 第四章 油茶果殼-豬糞的半連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝研究42-52
• 4.1 材料和方法42-43
• 4.1.1 試驗(yàn)材料42
• 4.1.2 試驗(yàn)裝置和方法42-43
• 4.2 測(cè)定指標(biāo)和方法43-45
• 4.2.1 pH值43-44
• 4.2.2 日產(chǎn)氣量44
• 4.2.3 甲烷含量44
• 4.2.4 氨氮含量44
• 4.2.5 VFAs44-45
• 4.3 結(jié)果與分析45-50
• 4.3.1 油茶果殼-豬糞共消化過(guò)程產(chǎn)氣情況分析45-47
• 4.3.2 油茶果殼-豬糞共消化過(guò)程甲烷含量分析47-48
• 4.3.3 油茶果殼-豬糞共消化過(guò)程氨氮含量分析48
• 4.3.4 油茶果殼-豬糞共消化過(guò)程pH值的變化48-49
• 4.3.5 油茶果殼-豬糞共消化過(guò)程揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)的變化49-50
• 4.4 小結(jié)50-52
• 第五章 結(jié)論與展望52-54
• 5.1 結(jié)論52-53
• 5.2 展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58

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