混合物料协同厌氧消化产甲烷性能研究
发布时间：2021-10-18 17:13
厌氧消化产沼气是实现农业废弃物资源化有效利用和解决环境污染与能源危机问题的重要途径。规模化沼气工程需要稳定的原料供应和高效稳定的产气,但单一原料厌氧发酵存在营养不均衡、供给量难于满足大型沼气工程需求等问题。混合物料协同厌氧消化有助于实现发酵底物营养均衡,并提高产甲烷性能。为确定混合物料对厌氧消化产甲烷性能的协同作用,本文在中温（37±1）℃、固体质量分数为12%时,实验分别研究了不同比例牛粪和番茄茎叶混合厌氧消化过程,不同比例牛粪、蔬菜废弃物和玉米秸秆混合后的厌氧消化过程,分析了原料配比对厌氧消化产甲烷性能和系统稳定性能的影响,确定了物料最佳混合比例和协同效应,最后应用修正的Gompertz方程分析了甲烷生产的动力学过程。本文的主要研究结论如下:（1）原料混合比例显著影响了厌氧发酵产甲烷速率和系统稳定性。当底物中牛粪含量占较高比例时,系统缓冲能力强,产甲烷速率迅速上升;当番茄茎叶含量较高时,系统缓冲能力下降,产甲烷速率明显降低,延迟了甲烷生产的高峰期。牛粪与番茄茎叶VS比例为3:1时甲烷产量和累计甲烷产量最高,分别为224.23m L/g VS和14352m L。牛粪和番茄茎叶混合厌氧...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 我国生物质资源利用现状及发展前景
1.2.1 我国生物质资源利用现状
1.2.2 我国生物沼气产业发展前景
1.3 厌氧消化技术概述
1.3.1 厌氧消化四阶段理论
1.3.2 厌氧消化的影响因素
1.4 混合原料厌氧消化研究现状
1.4.1 混合原料厌氧消化提出背景及研究现状
1.4.2 混合原料厌氧消化协同效应研究现状
1.5 国内外研究现状总结及对本文的启示
1.6 本文研究目标、内容和意义
1.6.1 研究目标
1.6.2 研究内容
1.6.3 研究意义
第2章 试验方案
2.1 试验材料
2.2 试验装置
2.3 试验设计
2.4 试验测定与分析方法
2.4.1 测定方法
2.4.2 分析方法
第3章 番茄茎叶与牛粪协同厌氧消化对产甲烷性能的影响
3.1 混合比例对厌氧消化产甲烷性能影响
3.1.1 日产甲烷量
3.1.2 累计甲烷产量
3.2 混合比例对厌氧消化物能转化率影响
3.3 牛粪与番茄茎叶混合厌氧消化协同效应分析
3.4 牛粪与番茄茎叶混合厌氧消化产甲烷动力学过程
3.5 混合发酵过程中累计产甲烷量占总甲烷产量的动态变化
3.6 本章小结
第4章 牛粪、蔬菜废弃物和玉米秸秆协同厌氧消化对产甲烷性能影响
4.1 三种物料不同混合比例厌氧消化对产甲烷性能的影响
4.1.1 日甲烷产量
4.1.2 平均甲烷体积分数
4.1.3 累计甲烷产量
4.2 三种物料不同混合比例厌氧消化协同效应分析
4.3 三种物料不同混合比例对厌氧消化物能转化率影响
4.3.1 VS降解率和VS甲烷产量
4.3.2 厌氧消化时间
4.4 三种物料不同混合比例厌氧消化产甲烷动力学分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 本文的创新点
5.3 尚待解决的问题
5.4 展望
参考文献
致谢
附录A攻读学位期间发表的论文
附录B攻读学位期间获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]多原料混合发酵产甲烷动力学特性研究[J]. 张全国,李亚猛,张志萍,吕鹏梅,朱胜楠,荆艳艳. 太阳能学报. 2017(11)
[2]全混式厌氧发酵池加温负荷模型及其影响因素试验研究[J]. 石惠娴,孟祥真,张迪,朱洪光,张亚雷,徐得天. 农业工程学报. 2017(20)
[3]梯度有机负荷下农业废弃物厌氧发酵特性及微生物群落[J]. 勒系意,黄运红,任雨涵,陈柳萌. 农业工程学报. 2017(17)
[4]猪粪与污泥不同配比对其厌氧共消化与微生物多样性的影响[J]. ALOUN Manosane,杨朝晖,徐锐,李娟,张益杰,周焱,王庆鹏,柏洋. 环境工程学报. 2017(11)
[5]餐厨垃圾和秸秆混合连续高温甲烷发酵研究[J]. 刘月玲,乔玮,Serena CROCE,Dalal ALGAPANI,严新荣,赵婧,苏敏,Fabrizio ADANI,董仁杰. 中国环境科学. 2017(06)
[6]我国生物质能研究现状及未来发展趋势分析[J]. 袁振宏,雷廷宙,庄新姝,周桂雄,刘姝娜,杨树华. 太阳能. 2017 (02)
[7]添加猪粪对稻草厌氧消化产气性能的影响[J]. 王鑫宇,庞少静,朱琦,宋海农,夏兴良,罗春凤,朱红祥. 中国沼气. 2017(01)
[8]批式与连续两相发酵的果蔬废弃物厌氧产气性能[J]. 冯晶,张玉华,罗娟,齐岳. 农业工程学报. 2016(22)
[9]牛粪添加量对油菜秆半固态发酵产甲烷特性的影响[J]. 马旭光,江滔,唐琼,杨娟. 农业工程学报. 2016(S2)
[10]国外农作物秸秆利用政策法规综述及其经验启示[J]. 王红彦,王飞,孙仁华,高春雨,王亚静,孙宁,王磊,毕于运. 农业工程学报. 2016(16)
硕士论文
[1]典型固体废弃物混合厌氧发酵比例优化及机理研究[D]. 杨朝勇.哈尔滨工业大学 2016
[2]高浓度物料沼气发酵过程传质特性研究及搅拌形式优化[D]. 杨浩.中国农业科学院 2011
本文编号：3443177
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 我国生物质资源利用现状及发展前景
1.2.1 我国生物质资源利用现状
1.2.2 我国生物沼气产业发展前景
1.3 厌氧消化技术概述
1.3.1 厌氧消化四阶段理论
1.3.2 厌氧消化的影响因素
1.4 混合原料厌氧消化研究现状
1.4.1 混合原料厌氧消化提出背景及研究现状
1.4.2 混合原料厌氧消化协同效应研究现状
1.5 国内外研究现状总结及对本文的启示
1.6 本文研究目标、内容和意义
1.6.1 研究目标
1.6.2 研究内容
1.6.3 研究意义
第2章 试验方案
2.1 试验材料
2.2 试验装置
2.3 试验设计
2.4 试验测定与分析方法
2.4.1 测定方法
2.4.2 分析方法
第3章 番茄茎叶与牛粪协同厌氧消化对产甲烷性能的影响
3.1 混合比例对厌氧消化产甲烷性能影响
3.1.1 日产甲烷量
3.1.2 累计甲烷产量
3.2 混合比例对厌氧消化物能转化率影响
3.3 牛粪与番茄茎叶混合厌氧消化协同效应分析
3.4 牛粪与番茄茎叶混合厌氧消化产甲烷动力学过程
3.5 混合发酵过程中累计产甲烷量占总甲烷产量的动态变化
3.6 本章小结
第4章 牛粪、蔬菜废弃物和玉米秸秆协同厌氧消化对产甲烷性能影响
4.1 三种物料不同混合比例厌氧消化对产甲烷性能的影响
4.1.1 日甲烷产量
4.1.2 平均甲烷体积分数
4.1.3 累计甲烷产量
4.2 三种物料不同混合比例厌氧消化协同效应分析
4.3 三种物料不同混合比例对厌氧消化物能转化率影响
4.3.1 VS降解率和VS甲烷产量
4.3.2 厌氧消化时间
4.4 三种物料不同混合比例厌氧消化产甲烷动力学分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 本文的创新点
5.3 尚待解决的问题
5.4 展望
参考文献
致谢
附录A攻读学位期间发表的论文
附录B攻读学位期间获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]多原料混合发酵产甲烷动力学特性研究[J]. 张全国,李亚猛,张志萍,吕鹏梅,朱胜楠,荆艳艳. 太阳能学报. 2017(11)
[2]全混式厌氧发酵池加温负荷模型及其影响因素试验研究[J]. 石惠娴,孟祥真,张迪,朱洪光,张亚雷,徐得天. 农业工程学报. 2017(20)
[3]梯度有机负荷下农业废弃物厌氧发酵特性及微生物群落[J]. 勒系意,黄运红,任雨涵,陈柳萌. 农业工程学报. 2017(17)
[4]猪粪与污泥不同配比对其厌氧共消化与微生物多样性的影响[J]. ALOUN Manosane,杨朝晖,徐锐,李娟,张益杰,周焱,王庆鹏,柏洋. 环境工程学报. 2017(11)
[5]餐厨垃圾和秸秆混合连续高温甲烷发酵研究[J]. 刘月玲,乔玮,Serena CROCE,Dalal ALGAPANI,严新荣,赵婧,苏敏,Fabrizio ADANI,董仁杰. 中国环境科学. 2017(06)
[6]我国生物质能研究现状及未来发展趋势分析[J]. 袁振宏,雷廷宙,庄新姝,周桂雄,刘姝娜,杨树华. 太阳能. 2017 (02)
[7]添加猪粪对稻草厌氧消化产气性能的影响[J]. 王鑫宇,庞少静,朱琦,宋海农,夏兴良,罗春凤,朱红祥. 中国沼气. 2017(01)
[8]批式与连续两相发酵的果蔬废弃物厌氧产气性能[J]. 冯晶,张玉华,罗娟,齐岳. 农业工程学报. 2016(22)
[9]牛粪添加量对油菜秆半固态发酵产甲烷特性的影响[J]. 马旭光,江滔,唐琼,杨娟. 农业工程学报. 2016(S2)
[10]国外农作物秸秆利用政策法规综述及其经验启示[J]. 王红彦,王飞,孙仁华,高春雨,王亚静,孙宁,王磊,毕于运. 农业工程学报. 2016(16)
硕士论文
[1]典型固体废弃物混合厌氧发酵比例优化及机理研究[D]. 杨朝勇.哈尔滨工业大学 2016
[2]高浓度物料沼气发酵过程传质特性研究及搅拌形式优化[D]. 杨浩.中国农业科学院 2011
本文编号：3443177
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