褐铁矿强化水稻秸秆和牛粪厌氧干发酵产甲烷研究
发布时间：2022-02-16 00:10
我国农业有机废弃物数量巨大,主要包括农作物秸秆和畜禽粪便,但是目前缺乏对其进行有效处理和资源化利用的方法,因此农业有机废弃物污染的治理是目前亟待解决的主要问题之一。厌氧干发酵技术是处理农业有机废弃物并产生沼气和生产有机肥料的一种的方法,该方法具有广阔的应用前景。总固体（TS）含量和外源添加剂是影响有机质产甲烷过程的重要影响因素。本文主要研究了褐铁矿添加量,干物质添加量以及微量元素Co、Ni对秸秆牛粪混合厌氧干发酵产甲烷过程的影响,并对沼渣及其液相特性进行表征,同时对发酵体系中微生物群落结构也进行了研究。结果表明:秸秆与牛粪为混合底物,以厌氧污泥接种进行厌氧干发酵时,当TS含量为25%,褐铁矿添加可以促进有机废弃物的厌氧干发酵过程。添加1%褐铁矿对产甲烷促进作用最强,产气量相比于对照组增加了190 mL,甲烷产率为601±28mL/gVS,比对照组增加了29.6%。除此,在褐铁矿添加量为1%,5%和10%的反应器中,最大甲烷产生速率分别提高了30.3±2.1%,20.4±1.9%和18.5±1.7%。褐铁矿添加可显著促进粗蛋白的降解,其体系中的降解效率为38.1±6.6%4
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
秸秆表面结构扫描电镜图（a：原始秸秆；b：无褐铁矿添加；c：1%褐铁矿添加；d：5%褐铁矿添加）
图 4.6 秸秆表面结构扫描电镜图（a：原始秸秆；b：无褐铁矿添加；c：Co、Ni 添加；d：1%褐铁矿和 Co、Ni 添加）Fig 4.6 The SEM images of straw surface structure (a: raw straw; b: the straw of no limoniteaddition; c: Co、Ni addition; d: 1% limonite and Co、Ni addition)4.4 本章小结（1）秸秆与牛粪为混合底物，以发酵沼液接种进行厌氧干发酵，褐铁矿及 Co、Ni 元素添加对甲烷含量无显著影响，甲烷含量大约在第 25 天时达到峰值并趋于稳定，稳定后的甲烷含量在 55%~57%之间变化。（2）褐铁矿及微量元素的添加可显著促进甲烷产量和甲烷产率，甲烷产量和甲烷产率分别为 2445 ± 181 mL 和 449.8 ± 44.3 mL/gVS（基于降解 VS），分别提高了 45.5%和 39.0%。（3）褐铁矿及微量元素的添加可显著降低底物中 TOC 含量，且增加氨氮及总氮含量，即促进了含氮物质的降解。褐铁矿及微量元素的添加可显著促进半纤维素的降解，其降解率超过 90%，对纤维素的降解无显著影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微量元素Fe、Ni对污泥厌氧消化优化调理[J]. 杨光,张光明,张盼月,杨安琪,王园园,唐翔. 环境工程学报. 2017(09)
[2]温度底物浓度和微量元素对牛粪厌氧发酵产沼气的影响[J]. 贾丽娟,俞芳,宁平,熊向峰,王红斌,刘天成,王博涛. 农业工程学报. 2014(22)
[3]国内外干式厌氧发酵技术与工程现状[J]. 梁芳,包先斌,王海洋,陈祥. 中国沼气. 2013(03)
[4]微量元素对沼气厌氧发酵的影响[J]. 张万钦,吴树彪,郎乾乾,董仁杰. 农业工程学报. 2013(10)
[5]秸秆厌氧消化预处理技术综述[J]. 李淑兰,梅自力,张国治,刘萍. 中国沼气. 2011(05)
[6]秸秆厌氧干发酵产沼气关键技术及问题探讨[J]. 朱德文,曹成茂,陈永生,李瑞容,曲浩丽. 中国农机化. 2011(04)
[7]沼气干发酵技术研究进展[J]. 李强,曲浩丽,承磊,张云飞,贺静,陈永生,尹小波. 中国沼气. 2010(05)
[8]pH值对水稻秸秆厌氧发酵产沼气的影响[J]. 王永泽,邵明胜,王志,陈雄,李冬生,王金华. 安徽农业科学. 2009(31)
[9]以猪粪为发酵底物厌氧发酵产氢工艺的优化[J]. 王媛媛,张衍林. 农业工程学报. 2009(09)
[10]厌氧干发酵技术研究进展[J]. 朱圣权,张衍林,张文倩,张俊峰. 可再生能源. 2009(02)
硕士论文
[1]铁和镍盐对芦苇—牛粪混合物厌氧发酵的影响[D]. 王利君.华北电力大学 2014
[2]畜禽粪便厌氧干发酵处理搅拌反应器的研究设计[D]. 甘如海.华中农业大学 2004
本文编号：3627531
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
秸秆表面结构扫描电镜图（a：原始秸秆；b：无褐铁矿添加；c：1%褐铁矿添加；d：5%褐铁矿添加）
图 4.6 秸秆表面结构扫描电镜图（a：原始秸秆；b：无褐铁矿添加；c：Co、Ni 添加；d：1%褐铁矿和 Co、Ni 添加）Fig 4.6 The SEM images of straw surface structure (a: raw straw; b: the straw of no limoniteaddition; c: Co、Ni addition; d: 1% limonite and Co、Ni addition)4.4 本章小结（1）秸秆与牛粪为混合底物，以发酵沼液接种进行厌氧干发酵，褐铁矿及 Co、Ni 元素添加对甲烷含量无显著影响，甲烷含量大约在第 25 天时达到峰值并趋于稳定，稳定后的甲烷含量在 55%~57%之间变化。（2）褐铁矿及微量元素的添加可显著促进甲烷产量和甲烷产率，甲烷产量和甲烷产率分别为 2445 ± 181 mL 和 449.8 ± 44.3 mL/gVS（基于降解 VS），分别提高了 45.5%和 39.0%。（3）褐铁矿及微量元素的添加可显著降低底物中 TOC 含量，且增加氨氮及总氮含量，即促进了含氮物质的降解。褐铁矿及微量元素的添加可显著促进半纤维素的降解，其降解率超过 90%，对纤维素的降解无显著影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微量元素Fe、Ni对污泥厌氧消化优化调理[J]. 杨光,张光明,张盼月,杨安琪,王园园,唐翔. 环境工程学报. 2017(09)
[2]温度底物浓度和微量元素对牛粪厌氧发酵产沼气的影响[J]. 贾丽娟,俞芳,宁平,熊向峰,王红斌,刘天成,王博涛. 农业工程学报. 2014(22)
[3]国内外干式厌氧发酵技术与工程现状[J]. 梁芳,包先斌,王海洋,陈祥. 中国沼气. 2013(03)
[4]微量元素对沼气厌氧发酵的影响[J]. 张万钦,吴树彪,郎乾乾,董仁杰. 农业工程学报. 2013(10)
[5]秸秆厌氧消化预处理技术综述[J]. 李淑兰,梅自力,张国治,刘萍. 中国沼气. 2011(05)
[6]秸秆厌氧干发酵产沼气关键技术及问题探讨[J]. 朱德文,曹成茂,陈永生,李瑞容,曲浩丽. 中国农机化. 2011(04)
[7]沼气干发酵技术研究进展[J]. 李强,曲浩丽,承磊,张云飞,贺静,陈永生,尹小波. 中国沼气. 2010(05)
[8]pH值对水稻秸秆厌氧发酵产沼气的影响[J]. 王永泽,邵明胜,王志,陈雄,李冬生,王金华. 安徽农业科学. 2009(31)
[9]以猪粪为发酵底物厌氧发酵产氢工艺的优化[J]. 王媛媛,张衍林. 农业工程学报. 2009(09)
[10]厌氧干发酵技术研究进展[J]. 朱圣权,张衍林,张文倩,张俊峰. 可再生能源. 2009(02)
硕士论文
[1]铁和镍盐对芦苇—牛粪混合物厌氧发酵的影响[D]. 王利君.华北电力大学 2014
[2]畜禽粪便厌氧干发酵处理搅拌反应器的研究设计[D]. 甘如海.华中农业大学 2004
本文编号：3627531
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