两种吸附性添加剂对鸡粪、牛粪厌氧发酵特性的影响

发布时间：2022-08-07 18:10

　　随着中国畜牧业的集约化、规模化发展,畜禽粪便的合理处理和资源化利用成为保证生态环境稳定、能源发展和保护食品安全重要的课题。厌氧发酵是广泛运用的畜禽粪便资源化利用处理技术,不但解决环境污染问题,还能产生生物质能——沼气,解决化石燃料短缺问题。本研究模拟户用沼气发酵环境,在35±1℃恒温条件下,分别以鸡粪和牛粪为发酵底物,添加占底物浓度0%、2.5%、5%、7.5%和10%的生物炭和占底物浓度0%、0.25%、0.5%、0.75%和1%的纳米零价铁（nano zero-valent iron,n ZIV）,每种处理设置三个重复进行批次发酵试验。旨在探索添加生物炭和纳米零价铁对不同原料厌氧发酵特性的动态影响,寻求促进厌氧发酵的最佳添加浓度,为不同原料底物的高效厌氧发酵提供理论和技术依据,为厌氧发酵实际应用提供一种有效的方法。取得的结论主要如下:（1）添加生物炭可以降低鸡粪厌氧发酵酸化可能性,稳定系统环境,显著提高累积产沼气量（P<0.05）。其中添加5%生物炭处理累积产沼气量最高,可达21532 m L,各处理与对照的累积产沼气量相比,分别提高了66.23%、93.96%、88.60%... 

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 国内外厌氧发酵研究进展
        1.2.1 厌氧发酵生化反应过程
        1.2.2 影响厌氧发酵的因素
        1.2.3 厌氧发酵外源添加剂研究进展
    1.3 研究目的和意义
    1.4 研究内容
    1.5 研究技术路线
第二章 材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 研究方法
        2.2.1 试验设计
        2.2.2 试验装置
    2.3 测定指标与方法
    2.4 数据处理方法
第三章 结果与分析
    3.1 生物炭对鸡粪厌氧发酵特性的影响
        3.1.1 生物炭对鸡粪厌氧发酵体系p H和 VFAs的影响
        3.1.2 生物炭对鸡粪厌氧发酵体系氨氮的影响
        3.1.3 生物炭对鸡粪厌氧发酵体系脱氢酶活性(DHA)的影响
        3.1.4 生物炭对鸡粪厌氧发酵日产沼气量和累积产沼气量的影响
        3.1.5 日平均产沼气量及平均甲烷含量的变化
    3.2 纳米零价铁对鸡粪厌氧发酵特性的影响
        3.2.1 纳米零价铁对鸡粪厌氧发酵体系p H和 VFAs的影响
        3.2.2 纳米零价铁对鸡粪厌氧发酵体系氨氮的影响
        3.2.3 纳米零价铁对鸡粪厌氧发酵体系脱氢酶活性(DHA)的影响
        3.2.4 纳米零价铁对鸡粪厌氧发酵日产沼气量和累积产沼气量的影响
        3.2.5 日平均产沼气量及平均甲烷含量的影响
    3.3 生物炭对牛粪厌氧发酵特性的影响
        3.3.1 生物炭对牛粪厌氧发酵体系p H和 VFAs的影响
        3.3.2 生物炭对牛粪厌氧发酵体系氨氮的影响
        3.3.3 生物炭对牛粪厌氧发酵体系脱氢酶活性(DHA)的影响
        3.3.4 生物炭对牛粪厌氧发酵日产沼气量和累积产沼气量的影响
        3.3.5 日平均产沼气量及平均甲烷含量的影响
    3.4 纳米零价铁对牛粪厌氧发酵特性的影响
        3.4.1 纳米零价铁对牛粪厌氧发酵体系p H和 VFAs的影响
        3.4.2 纳米零价铁对牛粪厌氧发酵体系氨氮的影响
        3.4.3 纳米零价铁对牛粪厌氧发酵体系脱氢酶活性(DHA)的影响
        3.4.4 纳米零价铁对牛粪厌氧发酵日产沼气量和累积产沼气量的影响
        3.4.5 日平均产沼气量及平均甲烷含量的影响
    3.5 吸附性质添加剂对不同原料厌氧发酵效率比较分析
        3.5.1 吸附性质添加剂对鸡粪厌氧发酵效率比较分析
        3.5.2 吸附性质添加剂对牛粪厌氧发酵效率比较分析
    3.6 吸附性质添加剂基于数学模型的分析
        3.6.1 生物炭添加剂在鸡粪厌氧发酵体系中基于数学模型的最优添加量
        3.6.2 生物炭添加剂在牛粪厌氧发酵体系动力学分析
第四章 讨论与结论
    4.1 讨论
    4.2 结论
    4.3 展望
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国畜禽粪便污染现状及处理与资源化利用分析[J]. 吴浩玮,孙小淇,梁博文,陈家斌,周雪飞.  农业环境科学学报. 2020(06)
[2]厌氧消化过程中氨抑制及其调控策略[J]. 程寒,荆肇乾,张锺一,汤慧俐.  应用化工. 2020(05)
[3]纳米零价铁和零价铁对餐厨垃圾暗发酵制氢过程铁离子和酶活性的影响[J]. 王雪,苑宏英,贾璇,李鸣晓,许露珉,王勇,冯作山.  环境工程学报. 2020(05)
[4]中国农田畜禽粪尿磷负荷量及环境风险分析[J]. 刘晓永,王秀斌,李书田.  农业环境科学学报. 2019(11)
[5]不同氮源对猪粪废水厌氧发酵中氨抑制效果的影响[J]. 张寓涵,潘云霞,贺亚清,刘思琪.  环境工程学报. 2020(04)
[6]生物炭强化有机废弃物厌氧发酵技术研究[J]. 冯晶,荆勇,赵立欣,姚宗路,申瑞霞.  农业工程学报. 2019(12)
[7]接种比对玉米秸秆水解产酸过程VFA浓度和产气量的影响[J]. 刘越,袁海荣,左晓宇,李秀金.  中国沼气. 2019(03)
[8]养殖户畜禽废弃物资源化处理方式及影响因素研究[J]. 王建华,陶君颖,陈璐.  中国人口·资源与环境. 2019(05)
[9]餐厨垃圾厌氧消化处理温度控制模型的建立[J]. 李明明.  科学技术创新. 2018(33)
[10]生物炭加速餐厨垃圾厌氧消化的机理[J]. 石笑羽,王宁,陈钦冬,吴华南,徐期勇.  环境工程学报. 2018(11)

博士论文
[1]生物炭及翻堆频率对鸡粪堆肥过程中温室气体排放的影响[D]. 贾兴永.中国农业大学 2015
[2]秸秆沼气厌氧发酵的预处理工艺优化及经济实用性分析[D]. 宋籽霖.西北农林科技大学 2013
[3]生物炭的理化性质及其在作物生产上的应用[D]. 张伟明.沈阳农业大学 2012

硕士论文
[1]Fe3O4纳米颗粒对废水厌氧发酵产氢的影响研究[D]. 辛红梅.哈尔滨工业大学 2016
[2]家畜粪便厌氧发酵制取沼气的影响因素及工艺特性研究[D]. 范云.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3670799