消毒剂对沼气发酵影响的试验研究

发布时间：2020-06-30 00:17

【摘要】：二十世纪以来,随着农村现代化建设的展开,大量农村垃圾得不到合理处理,造成了环境污染,这促进了沼气建设事业的快速发展。沼气作为一种取之不尽用之不竭的可再生清洁能源,受到了政府的广泛关注。对于养殖场的禽畜粪便和污水等废弃物,通过沼气发酵技术使之得以处理,被认为是一个最有效的节能环保手段。沼气的主要成分是甲烷和二氧化碳,不污染空气,不危害农作物及人体健康。在生态和农业畜牧业等生产方面实现了能源、环境以及经济三方面的综合效益。由于养殖场的实际环境,为预防疫病的感染和暴发,使用消毒剂成为其顺利运营的重要措施。而具有各种化学特性的消毒剂造成了对沼气发酵过程的抑制作用,导致沼气池不能正常产气,粪污不能得到很好处理。为了实现养殖场沼气池的正常使用,本论文以氧化钙,优氯净,甲醛溶液作为消毒剂,开展其对沼气发酵影响的研究。研究结果如下： (1)氧化钙消毒剂对沼气发酵有抑制作用,随着添加量的增加,抑制作用增强。在添加浓度为0.05%,0.1%和0.2%时总产气量较对照组分别减少8.99%,12.19%,19.22%。同时,氧化钙使发酵体系的挥发性总脂肪酸含量和脂肪酶活性增加,而纤维素酶和淀粉酶的活性降低。在添加量为0.05%时,挥发性总脂肪酸含量增加30.21%,脂肪酶活性提高2.04%,纤维素酶活性下降52.5%,α—淀粉酶和α+β淀粉酶的活性分别下降58.76%和63.79%。氧化钙会使正常发酵酸碱环境发生变化,使PH值增大,破坏发酵最佳环境,抑制产气。 (2)优氯净消毒剂对沼气发酵产生更强的抑制作用,随着添加量的增加,抑制作用增强,添加0.2%时已经完全抑制产气。同时,优氯净使发酵体系的挥发性总脂肪酸含量和脂肪酶活性增加,而纤维素酶和淀粉酶活性降低。在添加量为0.05%时,挥发性总脂肪酸含量增加33.14%,脂肪酶活性提高123.67%,纤维素酶活性下降46.58%,α+β淀粉酶的活性降低52.27%。 (3)甲醛消毒剂对沼气发酵抑制作用最为明显,随着添加量的增加,抑制作用增强。添加浓度为0.01%,0.03%和0.05%时总产气量分别减少为40.84%,31.52%,52.67%。在浓度为0.05%时,已完全抑制产气。同时,甲醛使发酵体系的挥发性总脂肪酸含量和脂肪酶活性增加,而纤维素酶和淀粉酶活性降低。当甲醛添加量达到0.05%时,发性总脂肪酸含量增加18.78%,脂肪酶活性提高135.13%,纤维素水解酶活性下降78.57%,α—淀粉酶活性下降83.65%。 (4)对添加甲醛消毒剂的沼气成分分析表明,甲醛的使用会造成甲烷含量降低。在添加量为0.03%时,甲烷含量百分比下降21.82%,二氧化碳含量百分比增加29.73%。 (5)对所添加的三种消毒剂进行横向比较分析,氧化钙消毒剂在添加浓度0.2%时仍未完全抑制产气,而优氯净消毒剂在添加浓度为0.2%时已经完全抑制产气,甲醛消毒剂则在添加浓度为0.05%时就已完全抑制产气。从所测各种酶活指标也同样可以反映出三种消毒剂对沼气发酵抑制作用的强弱关系,其中甲醛抑制最为明显,优氯净次之,氧化钙最弱。但氧化钙消毒剂会使发酵体系呈现碱性环境,破坏正常反应条件。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S216.4
【图文】：

沼气,结构示意图,沼气池

物及高浓度有机废水的处理。1.2.4农村户用沼气池的结构及其原理农村户用水压式沼气池是由主发酵池(间)和进、出料间(管)组成，如图1.1所示[12]。当给主发酵池加料至进、出料管下端上沿以下适当位置时，三者水位平齐，此时的液面线称作零压线，这时U型水柱压力表显示在零处。当沼气池产气后，关闭用气开关，这时沼气产生的压力会把发酵液压入水压间和进料管。发酵进行后，产气量会不断增加，水柱压力表上的液面差随之加大，即料液液面与水压间液面高度差加大。在沼气被消耗的过程中，压力表液面差也随之减小。当沼气用尽时，水柱压力表上读数为零。图1.1沼气池的结构示意图1.3厌氧发酵技术的研究现状1.3.1国内厌氧发酵的研究进展我国在二十世纪30年代

试验装置图,沼气,试验装置,发酵料

昆明理工大学硕士学位论文效发容积为SOOmL，剩余200mL作为储气空间。如图2.1所示。图2.1沼气发酵试验装置2.1.3试验方法2.1.3.1沼气发醉料液配制及试验设计配制发酵料液时，接种物按总发酵体积的30%加入，根据发酵料液中TS的质量分数为5%计算猪粪加入量，然后加入沼液至发酵料液总体积为800mL，进行常温批量发酵。设试验组和对照组，每组设三个重复。产气正常后在试验组中分别加入不用浓度(以占总发酵料液的质量一百分比计)的氧化钙消毒剂，具体的试验设计见表表2.1。试验过程中每天测定产气量、pH值和环境温度，并测定加入0.05%氧化钙前后发酵体系中挥发性总脂肪酸含量以及纤维素水解酶、脂肪水解酶和淀粉水解酶的活性变化。由于各指标分析测试所需时间比较长

【参考文献】