不同牲畜粪便与小麦秸秆混合厌氧发酵特性研究
发布时间：2021-12-16 20:58
我国每年产生农作物秸秆近7亿t，2011年产生的畜禽粪便达25.45亿t，若不妥善处理，会造成严重的环境污染。麦秆的主要成分是木质纤维素，单独发酵时较难被沼气微生物直接利用。将粪便与麦秆混合发酵，可以弥补单一原料发酵的弊端、平衡原料碳氮比，从而有效地提高沼气产量。试验选取新鲜的牲畜粪便（猪粪、牛粪、羊粪）和风干的小麦秸秆作为发酵原料，采用自行设计的恒温厌氧发酵装置，设定15℃、35℃、55℃三个发酵温度，按照总固体质量分数为8%，粪便与麦秆质量比为1:9、3:7、5:5、7:3、9:1的配比，进行混合发酵制取沼气。试验研究了猪粪、牛粪、羊粪分别与麦秆在上述三个温度条件下的混合厌氧发酵特性。结果表明：（1）随粪便比重增大，粪便与麦秆不同配比混合发酵的累积产气量变化各不同，在厌氧发酵过程中各指标的变化大致如下：VFA浓度降低，碱度、pH、氨态氮浓度有所升高，但15℃下猪麦混合发酵的VFA浓度随猪粪比重的增大而升高，pH则随猪粪比重的增大而降低。（2）由方差分析结果可知：猪粪与麦秆、牛粪与麦秆、羊粪与麦秆在不同温度下（15℃、35℃、55℃）混合发酵的累积产气量平均值之间均具显著性差异，其分...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5℃下猪粪与麦秆混合发酵的日产气量Fig.3-1Dailybiogasproductionofmixedpigmanureandwheatstrawat15℃
图 3-2 15℃下猪粪与麦秆混合发酵的累积产气量Fig.3-2 Cumulative biogas production of mixed pig manure and wheat straw at 15℃处理 VFA 在厌氧发酵过程中的变化如图 3-3 所示。由图可知，在整个厌氧各处理的 VFA 浓度总体呈上升趋势，猪粪:麦秆 9:1 的 VFA 变化颇小且维，猪粪:麦秆 1:9 的 VFA 浓度呈上升趋势且浓度始终高于其他处理，猪粪:麦秆 5:5 的变化趋势相同。猪粪与麦秆混合发酵 5 个配比的平均 VFA 浓度、6403.5、5896.5、6651.5、7872.5mg/L。VFA 是厌氧消化过程中有机物降中间产物，是甲烷菌产生甲烷的基础（Bjrnsson L et al. 2000）。最适宜甲FA 浓度（以乙酸计）应低于 3000mg/L（吴婉娥等 2003）。以猪粪:麦秆 9:1 为例说明，发酵初期，前者的 VFA 浓度低于 3000mg/L，发酵系统适长，日产气量较高；后者的浓度则达 8338.5mg/L，甲烷菌生长受到抑制，产气停滞。
图 3-2 15℃下猪粪与麦秆混合发酵的累积产气量Fig.3-2 Cumulative biogas production of mixed pig manure and wheat straw at 15℃理 VFA 在厌氧发酵过程中的变化如图 3-3 所示。由图可知，在整个厌处理的 VFA 浓度总体呈上升趋势，猪粪:麦秆 9:1 的 VFA 变化颇小且粪:麦秆 1:9 的 VFA 浓度呈上升趋势且浓度始终高于其他处理，猪粪 5:5 的变化趋势相同。猪粪与麦秆混合发酵 5 个配比的平均 VFA 浓403.5、5896.5、6651.5、7872.5mg/L。VFA 是厌氧消化过程中有机物间产物，是甲烷菌产生甲烷的基础（Bjrnsson L et al. 2000）。最适宜 浓度（以乙酸计）应低于 3000mg/L（吴婉娥等 2003）。以猪粪:麦:1 为例说明，发酵初期，前者的 VFA 浓度低于 3000mg/L，发酵系统，日产气量较高；后者的浓度则达 8338.5mg/L，甲烷菌生长受到抑制气停滞。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国畜禽粪便的能源潜力与氮磷耕地负荷及总量控制[J]. 朱建春,张增强,樊志民,李荣华. 农业环境科学学报. 2014(03)
[2]酒糟与猪粪混合厌氧发酵产沼气的研究[J]. 孙全平,邱凌,李自林,井良霄,刘芳,周彦峰. 西北农业学报. 2013(03)
[3]牛粪厌氧发酵酸化处理条件的优化[J]. 孙宇,付博锐,刘权,晏磊,王伟东,王彦杰. 中国生态农业学报. 2012(09)
[4]不同原料配比对厌氧发酵过程中产气量VFA和脱氢酶活性的影响[J]. 张洪宾,谷洁,孙薇,高华,王小娟. 农业环境科学学报. 2012(02)
[5]光照强度对猪粪、牛粪厌氧发酵的影响研究[J]. 尹冬雪,刘娟娟,季艳敏,刘伟,杨改河,任广鑫,冯永忠,周小武. 农业环境科学学报. 2012(02)
[6]牲畜粪便与秸秆混合的厌氧发酵效果及影响因素分析[J]. 王晓娇,杨改河,冯永忠,任广鑫,韩新辉,宋籽霖. 农业环境科学学报. 2011(12)
[7]农业废弃物厌氧发酵制取沼气技术的研究进展[J]. 吴小武,刘荣厚. 中国农学通报. 2011(26)
[8]猪粪麦秆不同比例混合厌氧发酵特性试验[J]. 楚莉莉,李轶冰,冯永忠,杨改河,任广鑫. 农业机械学报. 2011(04)
[9]粪秆结构配比厌氧发酵中pH、VFA与产气效果的关系[J]. 张彤,李伟,李文静,李轶冰,杨改河. 农业环境科学学报. 2010(12)
[10]4种畜禽粪便厌氧发酵产甲烷特性研究[J]. 史金才,廖新俤,吴银宝. 中国生态农业学报. 2010(03)
博士论文
[1]生物预处理玉米秸秆厌氧干发酵特性及沼渣基质利用的研究[D]. 赵玲.沈阳农业大学 2011
硕士论文
[1]添加酒糟、草木灰对猪粪、牛粪厌氧发酵的影响[D]. 刘娟娟.西北农林科技大学 2012
本文编号：3538809
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5℃下猪粪与麦秆混合发酵的日产气量Fig.3-1Dailybiogasproductionofmixedpigmanureandwheatstrawat15℃
图 3-2 15℃下猪粪与麦秆混合发酵的累积产气量Fig.3-2 Cumulative biogas production of mixed pig manure and wheat straw at 15℃处理 VFA 在厌氧发酵过程中的变化如图 3-3 所示。由图可知，在整个厌氧各处理的 VFA 浓度总体呈上升趋势，猪粪:麦秆 9:1 的 VFA 变化颇小且维，猪粪:麦秆 1:9 的 VFA 浓度呈上升趋势且浓度始终高于其他处理，猪粪:麦秆 5:5 的变化趋势相同。猪粪与麦秆混合发酵 5 个配比的平均 VFA 浓度、6403.5、5896.5、6651.5、7872.5mg/L。VFA 是厌氧消化过程中有机物降中间产物，是甲烷菌产生甲烷的基础（Bjrnsson L et al. 2000）。最适宜甲FA 浓度（以乙酸计）应低于 3000mg/L（吴婉娥等 2003）。以猪粪:麦秆 9:1 为例说明，发酵初期，前者的 VFA 浓度低于 3000mg/L，发酵系统适长，日产气量较高；后者的浓度则达 8338.5mg/L，甲烷菌生长受到抑制，产气停滞。
图 3-2 15℃下猪粪与麦秆混合发酵的累积产气量Fig.3-2 Cumulative biogas production of mixed pig manure and wheat straw at 15℃理 VFA 在厌氧发酵过程中的变化如图 3-3 所示。由图可知，在整个厌处理的 VFA 浓度总体呈上升趋势，猪粪:麦秆 9:1 的 VFA 变化颇小且粪:麦秆 1:9 的 VFA 浓度呈上升趋势且浓度始终高于其他处理，猪粪 5:5 的变化趋势相同。猪粪与麦秆混合发酵 5 个配比的平均 VFA 浓403.5、5896.5、6651.5、7872.5mg/L。VFA 是厌氧消化过程中有机物间产物，是甲烷菌产生甲烷的基础（Bjrnsson L et al. 2000）。最适宜 浓度（以乙酸计）应低于 3000mg/L（吴婉娥等 2003）。以猪粪:麦:1 为例说明，发酵初期，前者的 VFA 浓度低于 3000mg/L，发酵系统，日产气量较高；后者的浓度则达 8338.5mg/L，甲烷菌生长受到抑制气停滞。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国畜禽粪便的能源潜力与氮磷耕地负荷及总量控制[J]. 朱建春,张增强,樊志民,李荣华. 农业环境科学学报. 2014(03)
[2]酒糟与猪粪混合厌氧发酵产沼气的研究[J]. 孙全平,邱凌,李自林,井良霄,刘芳,周彦峰. 西北农业学报. 2013(03)
[3]牛粪厌氧发酵酸化处理条件的优化[J]. 孙宇,付博锐,刘权,晏磊,王伟东,王彦杰. 中国生态农业学报. 2012(09)
[4]不同原料配比对厌氧发酵过程中产气量VFA和脱氢酶活性的影响[J]. 张洪宾,谷洁,孙薇,高华,王小娟. 农业环境科学学报. 2012(02)
[5]光照强度对猪粪、牛粪厌氧发酵的影响研究[J]. 尹冬雪,刘娟娟,季艳敏,刘伟,杨改河,任广鑫,冯永忠,周小武. 农业环境科学学报. 2012(02)
[6]牲畜粪便与秸秆混合的厌氧发酵效果及影响因素分析[J]. 王晓娇,杨改河,冯永忠,任广鑫,韩新辉,宋籽霖. 农业环境科学学报. 2011(12)
[7]农业废弃物厌氧发酵制取沼气技术的研究进展[J]. 吴小武,刘荣厚. 中国农学通报. 2011(26)
[8]猪粪麦秆不同比例混合厌氧发酵特性试验[J]. 楚莉莉,李轶冰,冯永忠,杨改河,任广鑫. 农业机械学报. 2011(04)
[9]粪秆结构配比厌氧发酵中pH、VFA与产气效果的关系[J]. 张彤,李伟,李文静,李轶冰,杨改河. 农业环境科学学报. 2010(12)
[10]4种畜禽粪便厌氧发酵产甲烷特性研究[J]. 史金才,廖新俤,吴银宝. 中国生态农业学报. 2010(03)
博士论文
[1]生物预处理玉米秸秆厌氧干发酵特性及沼渣基质利用的研究[D]. 赵玲.沈阳农业大学 2011
硕士论文
[1]添加酒糟、草木灰对猪粪、牛粪厌氧发酵的影响[D]. 刘娟娟.西北农林科技大学 2012
本文编号：3538809
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