不同接种率对中温和高温厌氧消化的影响研究
发布时间：2020-12-30 03:47
为研究不同接种率对中温(35℃)、高温(55℃)混合厌氧消化过程的影响。实验以秸秆猪粪混合物作为底物,接种率(接种泥:底物w/w)按0.1,0.2,0.4,0.6,1.2,1.8,2.4,3.0在中温、高温下各设置8组实验,分析各组甲烷产量、发酵过程ph、氨氮含量、sCOD、总挥发酸(VFAs)的含量以及TS、VS的变化情况。结果表明:在相同接种率下,高温厌氧系统比中温厌氧系统的抗酸化能力强,不易发生酸化。在中温和高温条件下,猪粪秸秆共消化不发生酸化的接种率分别为0.6和0.2(接种泥:底物w/w)。
【文章来源】：环境科学与管理. 2020年08期
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
中温高温条件下不同接种率pH变化
如图2所示中温、高温厌氧消化下不同接种率对sCOD影响情况。在厌氧消化反应中,各组厌氧消化瓶sCOD含量均有所减少。中温下接种率为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厌氧发酵瓶sCOD去除率分别为4.91%、4.80%、3.78%、27.96%、47.20%、37.38%、36.40%、11.50%和9.43%。高温下接种率为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厌氧发酵瓶sCOD去除率分别为9.08%、8.83%、8.87%、9.59%、53.34%、35.03%、22.67%、16.43%。试验结果显示接种率相同下高温厌氧消化对溶解性有机物的转化率和sCOD削减能力均高于中温厌氧消化。2.3 接种率对中温、高温厌氧消化中挥发酸变化的影响
挥发酸(VFAs)包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸,是水解酸化的产物,也是产甲烷过程的底物。乙酸和丙酸是厌氧消化挥发酸中主要组成部分,乙酸可以直接被产甲烷菌利用,丙酸必须分解为乙酸后才能产生甲烷[10]。如图3所示中温、高温下不同接种率对厌氧消化过程中各种挥发酸的影响情况。中温厌氧消化实验中,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厌氧发酵瓶起始VFAs含量分别为978.20、1 223.70、1 241.60、1 546.80、2 068.03、2 286.33、2 543.08、2 906.92 mg/L。在第1 d时,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2的实验组VFAs含量达到峰值,分别为1 077.08、1 296.48、1 718.80、2 632.30 mg/L。厌氧消化结束后,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6的VFAs含量分别下降至243.63、181.1、143.24、162.02、6 213.98 mg/L,ISR为0.4、0.2、0.1的挥发酸总量分别保持在16 670.55、17 289.64、17 811.12 mg/L。ISR为0.6的实验组VFAs含量的下降具体体现在乙酸含量由6 514.34 mg/L被消耗至1 421.35 mg/L,消耗了78.2%的乙酸。其他挥发酸含量保持相对稳定。高温厌氧消化实验中,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的起始VFAs分别为2 622.56、3 406.88、3 783.63、5 146.68、11 194.00、8 394.78、8 871.31、11 583.61 mg/L,随着厌氧消化反应的进行,ISR为3.0的厌氧消化瓶内VFAs含量缓慢减少。在第1 d,ISR为2.4、1.8、1.2、0.6的实验组VFAs含量达到峰值,分别是4 558.73、4 479.42、6 902.83、13 855.45 mg/L。ISR为0.4、0.2的实验组VFAs分别在第2 d、第3 d上升至峰值21 587.98和24 573.96 mg/L,随后逐渐下降。ISR为0.1的厌氧反应器内VFAs在整个厌氧消化过程都呈现出上升趋势。厌氧消化结束后,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的VFAs含量分别为3.34、4.52、3.60、2.77、5 431.95、4 077.62、3 594.40、28 017.26 mg/L。ISR为0.6、0.4、0.2、0.1的乙酸含量分别为3 428.35、2 273.45、1 357.36、21 234.02和21 736.40 mg/L,丙酸含量分别为1 320.54、1 459.24、2 067.25、1 791达到23和1 983.30 mg/L。高接种量提前了厌氧消化产酸的峰值的出现。2.4 接种率对中温、高温厌氧消化中甲烷产量的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]餐厨垃圾与玉米秸秆混合中温发酵产气效果模拟[J]. 蒋滔,李平,任桂英,高立洪,韦秀丽,刘科,李萍,向远勇. 生态与农村环境学报. 2015(01)
[2]农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较[J]. 庞凤梅,李玉浸,杨殿林,刘红梅. 中国沼气. 2008(02)
本文编号：2946924
【文章来源】：环境科学与管理. 2020年08期
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
中温高温条件下不同接种率pH变化
如图2所示中温、高温厌氧消化下不同接种率对sCOD影响情况。在厌氧消化反应中,各组厌氧消化瓶sCOD含量均有所减少。中温下接种率为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厌氧发酵瓶sCOD去除率分别为4.91%、4.80%、3.78%、27.96%、47.20%、37.38%、36.40%、11.50%和9.43%。高温下接种率为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厌氧发酵瓶sCOD去除率分别为9.08%、8.83%、8.87%、9.59%、53.34%、35.03%、22.67%、16.43%。试验结果显示接种率相同下高温厌氧消化对溶解性有机物的转化率和sCOD削减能力均高于中温厌氧消化。2.3 接种率对中温、高温厌氧消化中挥发酸变化的影响
挥发酸(VFAs)包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸,是水解酸化的产物,也是产甲烷过程的底物。乙酸和丙酸是厌氧消化挥发酸中主要组成部分,乙酸可以直接被产甲烷菌利用,丙酸必须分解为乙酸后才能产生甲烷[10]。如图3所示中温、高温下不同接种率对厌氧消化过程中各种挥发酸的影响情况。中温厌氧消化实验中,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的厌氧发酵瓶起始VFAs含量分别为978.20、1 223.70、1 241.60、1 546.80、2 068.03、2 286.33、2 543.08、2 906.92 mg/L。在第1 d时,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2的实验组VFAs含量达到峰值,分别为1 077.08、1 296.48、1 718.80、2 632.30 mg/L。厌氧消化结束后,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6的VFAs含量分别下降至243.63、181.1、143.24、162.02、6 213.98 mg/L,ISR为0.4、0.2、0.1的挥发酸总量分别保持在16 670.55、17 289.64、17 811.12 mg/L。ISR为0.6的实验组VFAs含量的下降具体体现在乙酸含量由6 514.34 mg/L被消耗至1 421.35 mg/L,消耗了78.2%的乙酸。其他挥发酸含量保持相对稳定。高温厌氧消化实验中,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的起始VFAs分别为2 622.56、3 406.88、3 783.63、5 146.68、11 194.00、8 394.78、8 871.31、11 583.61 mg/L,随着厌氧消化反应的进行,ISR为3.0的厌氧消化瓶内VFAs含量缓慢减少。在第1 d,ISR为2.4、1.8、1.2、0.6的实验组VFAs含量达到峰值,分别是4 558.73、4 479.42、6 902.83、13 855.45 mg/L。ISR为0.4、0.2的实验组VFAs分别在第2 d、第3 d上升至峰值21 587.98和24 573.96 mg/L,随后逐渐下降。ISR为0.1的厌氧反应器内VFAs在整个厌氧消化过程都呈现出上升趋势。厌氧消化结束后,ISR为3.0、2.4、1.8、1.2、0.6、0.4、0.2、0.1的VFAs含量分别为3.34、4.52、3.60、2.77、5 431.95、4 077.62、3 594.40、28 017.26 mg/L。ISR为0.6、0.4、0.2、0.1的乙酸含量分别为3 428.35、2 273.45、1 357.36、21 234.02和21 736.40 mg/L,丙酸含量分别为1 320.54、1 459.24、2 067.25、1 791达到23和1 983.30 mg/L。高接种量提前了厌氧消化产酸的峰值的出现。2.4 接种率对中温、高温厌氧消化中甲烷产量的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]餐厨垃圾与玉米秸秆混合中温发酵产气效果模拟[J]. 蒋滔,李平,任桂英,高立洪,韦秀丽,刘科,李萍,向远勇. 生态与农村环境学报. 2015(01)
[2]农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较[J]. 庞凤梅,李玉浸,杨殿林,刘红梅. 中国沼气. 2008(02)
本文编号：2946924
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