水稻秸秆与猪粪干法厌氧发酵特性研究
发布时间：2022-08-11 19:51
厌氧发酵是一种常用的处理有机废弃物的方法,它能够降低碳排放并生产清洁能源——沼气。本课题以新鲜沼液和脱水污泥为接种物,研究了不同沼液接种量、不同污泥添加量、不同稻秸预处理方式、不同料液C/N比和不同TS百分含量对水稻秸秆与猪粪干法厌氧发酵产气特性的影响。根据产气量、产甲烷情况以及发酵物料的基本理化指标来判断试验的最佳反应工艺参数。最后,采用一级反应动力学模型对各处理的试验数据进行分析,比较了不同试验条件下的动力学参数,并对反应机理进行了进一步的探讨。试验结果表明：添加一定量的接种物可以提高产气率,增大产气峰值,并加速产气过程,但是对试验结束时的累积产气量无显著影响；当用饱和碳酸氢钠溶液用作调节pH的缓冲液时会抑制产甲烷菌等微生物的活性,并使发酵料液的单位TS产气率下降将近50%；热碱处理能大幅度地提高稻秸的产气效率,进而缩短物料的停留时间；C/N比为20的发酵体系更有利于微生物生产沼气；将猪粪和稻秸进行联合厌氧发酵能获得比猪粪或稻秸单独发酵时更高的产气效率：所有处理试验产气稳定时至反应结束甲烷含量均在80%以上。将试验结果进行动力学分析,发现该模型能较好地应用于猪粪与稻秸的混合厌氧发酵...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 农牧业废弃物概述
1.1.1 农牧业废弃物的产量及污染现状
1.1.2 农牧业废弃物的综合利用途径
1.2 有机固体废弃物的厌氧发酵研究
1.2.1 厌氧发酵的基本原理与分类
1.2.2 干法厌氧发酵处理技术的优缺点
1.2.3 影响干法厌氧发酵过程的主要因素
1.2.4 国内外干法厌氧发酵技术的研究现状
1.2.5 研究目的和意义
1.2.6 技术路线
第2章 试验材料、研究方法与内容
2.1 试验材料与仪器
2.1.1 反应原料
2.1.2 试验试剂
2.1.3 试验仪器
2.2 研究方法
2.2.1 试验装置
2.2.2 监测指标及分析方法
2.3 研究内容
2.3.1 预试验
2.3.2 正式试验
2.4 数据分析
2.4.1 猪粪与稻秸的产气量和产气速率
2.4.2 模型评价
第3章 猪粪与稻秸试验条件预研究
3.1 不同TS、C/N比交叉试验
3.1.1 试验原料和方法
3.1.2 产气情况
3.1.3 有机酸含量
3.1.4 日产气量与乙酸浓度的关系
3.1.5 小结
3.2 不同沼液添加量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
3.2.1 试验原料与方法
3.2.2 产气情况
3.2.3 TS、pH、NH_4~+-N浓度和SCOD随时间的变化情况
3.2.4 小结
3.3 本章小结
第4章 猪粪与稻秸干法厌氧发酵的最佳试验条件
4.1 不同沼液添加量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.1.1 试验原料与方法
4.1.2 产气量随时间的变化
4.1.3 日CH_4含量随时间的变化
4.1.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.1.5 小结
4.2 不同污泥添加量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.2.1 试验原料与方法
4.2.2 产气量随时间的变化
4.2.3 日CH_4含量随时间的变化
4.2.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.2.5 小结
4.3 不同预处理方式对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.3.1 试验原料与方法
4.3.2 产气量随时间的变化
4.3.3 日CH_4含量随时间的变化
4.3.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.3.5 小结
4.4 不同C/N比对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.4.1 试验原料与方法
4.4.2 产气量随时间的变化
4.4.3 日CH_4含量随时间的变化
4.4.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.4.5 小结
4.5 不同TS含量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.5.1 试验原料与方法
4.5.2 产气量随时间的变化
4.5.3 日CH_4含量随时间的变化
4.5.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.5.5 小结
4.6 本章小结
第5章 猪粪和稻秸厌氧发酵的反应动力学研究
5.1 厌氧发酵一级反应动力学模型
5.2 不同反应条件下猪粪和稻秸的厌氧发酵动力学参数比较
5.2.1 不同沼液添加量的动力学研究
5.2.2 不同污泥添加量的动力学研究
5.2.3 不同稻秸预处理方式的动力学研究
5.3 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
硕士期间论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]畜禽粪便资源化利用研究进展[J]. 廖青,韦广泼,江泽普,邢颖,黄东亮,李杨瑞. 南方农业学报. 2013(02)
[3]稻草与牛粪混合连续厌氧消化制备生物燃气研究[J]. 李东,叶景清,孙永明,甄峰,袁振宏. 农业机械学报. 2013(01)
[4]不同接种量对稻秆厌氧发酵特性的影响[J]. 李文哲,徐名汉,罗立娜. 东北农业大学学报. 2012(11)
[5]预处理方式对水稻秸秆厌氧发酵产气特性的影响[J]. 罗立娜,李文哲,徐名汉,李承毅,窦钰程. 农业机械学报. 2012(11)
[6]畜禽粪便污染与治理利用方法研究进展[J]. 郭冬生,彭小兰,龚群辉,夏维福. 浙江农业学报. 2012(06)
[7]小麦秸秆调节猪粪碳氮比对产沼气的影响[J]. 李娟,马忠明,王文丽,卢秉林,赵旭. 中国沼气. 2012(04)
[8]农作物秸秆综合利用途径[J]. 胡海伟. 农业科技与装备. 2012(06)
[9]干法沼气工程发酵技术现状及发展趋势[J]. 卜明,吴丽丽. 农业机械. 2012(16)
[10]上推流厌氧反应器连续干发酵猪粪产沼气试验研究[J]. 陈闯,邓良伟,信欣,郑丹,刘刈,孔垂雪. 环境科学. 2012(03)
硕士论文
[1]超声波与稀碱法联合预处理对秸秆厌氧发酵产沼气的影响[D]. 张婷.湖北工业大学 2009
[2]稻草干法厌氧发酵生产生物气的试验研究[D]. 张望.北京化工大学 2008
[3]热碱预处理对秸秆厌氧发酵的影响[D]. 郑万里.中国农业大学 2004
[4]畜禽粪便高温厌氧干发酵罐加热保温研究[D]. 晏水平.华中农业大学 2004
[5]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：3675282
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 农牧业废弃物概述
1.1.1 农牧业废弃物的产量及污染现状
1.1.2 农牧业废弃物的综合利用途径
1.2 有机固体废弃物的厌氧发酵研究
1.2.1 厌氧发酵的基本原理与分类
1.2.2 干法厌氧发酵处理技术的优缺点
1.2.3 影响干法厌氧发酵过程的主要因素
1.2.4 国内外干法厌氧发酵技术的研究现状
1.2.5 研究目的和意义
1.2.6 技术路线
第2章 试验材料、研究方法与内容
2.1 试验材料与仪器
2.1.1 反应原料
2.1.2 试验试剂
2.1.3 试验仪器
2.2 研究方法
2.2.1 试验装置
2.2.2 监测指标及分析方法
2.3 研究内容
2.3.1 预试验
2.3.2 正式试验
2.4 数据分析
2.4.1 猪粪与稻秸的产气量和产气速率
2.4.2 模型评价
第3章 猪粪与稻秸试验条件预研究
3.1 不同TS、C/N比交叉试验
3.1.1 试验原料和方法
3.1.2 产气情况
3.1.3 有机酸含量
3.1.4 日产气量与乙酸浓度的关系
3.1.5 小结
3.2 不同沼液添加量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
3.2.1 试验原料与方法
3.2.2 产气情况
3.2.3 TS、pH、NH_4~+-N浓度和SCOD随时间的变化情况
3.2.4 小结
3.3 本章小结
第4章 猪粪与稻秸干法厌氧发酵的最佳试验条件
4.1 不同沼液添加量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.1.1 试验原料与方法
4.1.2 产气量随时间的变化
4.1.3 日CH_4含量随时间的变化
4.1.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.1.5 小结
4.2 不同污泥添加量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.2.1 试验原料与方法
4.2.2 产气量随时间的变化
4.2.3 日CH_4含量随时间的变化
4.2.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.2.5 小结
4.3 不同预处理方式对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.3.1 试验原料与方法
4.3.2 产气量随时间的变化
4.3.3 日CH_4含量随时间的变化
4.3.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.3.5 小结
4.4 不同C/N比对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.4.1 试验原料与方法
4.4.2 产气量随时间的变化
4.4.3 日CH_4含量随时间的变化
4.4.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.4.5 小结
4.5 不同TS含量对猪粪与稻秸干法厌氧发酵的影响
4.5.1 试验原料与方法
4.5.2 产气量随时间的变化
4.5.3 日CH_4含量随时间的变化
4.5.4 试验前后pH、TS、VS、TC、TN、SCOD的变化情况
4.5.5 小结
4.6 本章小结
第5章 猪粪和稻秸厌氧发酵的反应动力学研究
5.1 厌氧发酵一级反应动力学模型
5.2 不同反应条件下猪粪和稻秸的厌氧发酵动力学参数比较
5.2.1 不同沼液添加量的动力学研究
5.2.2 不同污泥添加量的动力学研究
5.2.3 不同稻秸预处理方式的动力学研究
5.3 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
硕士期间论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]畜禽粪便资源化利用研究进展[J]. 廖青,韦广泼,江泽普,邢颖,黄东亮,李杨瑞. 南方农业学报. 2013(02)
[3]稻草与牛粪混合连续厌氧消化制备生物燃气研究[J]. 李东,叶景清,孙永明,甄峰,袁振宏. 农业机械学报. 2013(01)
[4]不同接种量对稻秆厌氧发酵特性的影响[J]. 李文哲,徐名汉,罗立娜. 东北农业大学学报. 2012(11)
[5]预处理方式对水稻秸秆厌氧发酵产气特性的影响[J]. 罗立娜,李文哲,徐名汉,李承毅,窦钰程. 农业机械学报. 2012(11)
[6]畜禽粪便污染与治理利用方法研究进展[J]. 郭冬生,彭小兰,龚群辉,夏维福. 浙江农业学报. 2012(06)
[7]小麦秸秆调节猪粪碳氮比对产沼气的影响[J]. 李娟,马忠明,王文丽,卢秉林,赵旭. 中国沼气. 2012(04)
[8]农作物秸秆综合利用途径[J]. 胡海伟. 农业科技与装备. 2012(06)
[9]干法沼气工程发酵技术现状及发展趋势[J]. 卜明,吴丽丽. 农业机械. 2012(16)
[10]上推流厌氧反应器连续干发酵猪粪产沼气试验研究[J]. 陈闯,邓良伟,信欣,郑丹,刘刈,孔垂雪. 环境科学. 2012(03)
硕士论文
[1]超声波与稀碱法联合预处理对秸秆厌氧发酵产沼气的影响[D]. 张婷.湖北工业大学 2009
[2]稻草干法厌氧发酵生产生物气的试验研究[D]. 张望.北京化工大学 2008
[3]热碱预处理对秸秆厌氧发酵的影响[D]. 郑万里.中国农业大学 2004
[4]畜禽粪便高温厌氧干发酵罐加热保温研究[D]. 晏水平.华中农业大学 2004
[5]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：3675282
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