杂交狼尾草干式厌氧发酵产沼气特性研究

发布时间：2020-08-12 07:45

【摘要】：利用农作物秸秆、生活垃圾、餐饮废物、能源植物进行厌氧发酵产沼气是解决当今社会能源短缺的主要途径之一,与湿式发酵相比干式厌氧发酵能承载较高的有机负荷、无自由流动水、有更高的沼气产量而被研究者青睐。发酵底物进行预处理能有效提高其产气效率尤其是对于纤维含量较高的发酵底物而言意义更加重大。目前常用的预处理方法包括:物理预处理、化学预处理、物理化学法、生物预处理,各种方法作用原理不同,各有优缺点。为了进一步提升能源植物杂交狼尾草的产气效率,本文研究了不同预处理方法找出杂交狼尾草较优的预处理条件,为其工业化制取沼气提供参考依据。文章主要包括3个方面的内容:1、生物预处理对杂交狼尾草干式厌氧发酵产气性能的影响。分别采用不同用量糙皮侧耳培养液、长根菇培养液、香菇培养液、纤维素酶、漆酶对原料进行预处理后进行干式厌氧消化试验。在中温(35℃)、TS质量分数20%、VS接种率为20%,初始pH为7.0的条件下进行厌氧消化试验。结果显示,采用真菌及酶处理均能有效提高系统产气率,3种真菌最优处理用量(按150 g原料算)分别为:糙皮侧耳培养液(100 mL)、长根菇培养液(100 mL)、香菇培养液(50 mL);2种酶最优处理用量(按250 g混合物料算)分别为:纤维素酶(100 mg)、漆酶(75 mg)。上述条件下,系统产气量比对照组提高了28.04%~51.50%促产期效果突出。整体而言,采用真菌进行原料预处理对环境条件的要求相对温和,有更好的应用前景。2、添加金属微量元素对杂交狼尾草干式厌氧发酵的影响。干式厌氧发酵前在原料中分别添加一定浓度的Fe、Co、Ni盐,结果显示:微量元素Fe、Co、Ni的添加能够有效提高杂交狼尾草干式厌氧发酵的产气量,缩短发酵周期,提升系统稳定性。3种微量元素的最优添加量为:Fe(20 mg/L)、Ni(1 mg/L)、Co(2 mg/L),与对照组相比产气量分别提高了:43.9%,50.9%,32.6%,具有良好的促产气效果。3、化学预处理对杂交狼尾草干式发酵产沼气的影响。分别采用不同浓度的NaOH、Ca(OH)_2和尿素对杂交狼尾草进行预处理后再做干式厌氧发酵实验。实验结果显示,NaOH、Ca(OH)_2、尿素预处理对杂交狼尾草干式厌氧发酵均有影响。3种处理剂的最优处理浓度分别为:NaOH4%,Ca(OH)_28%,尿素2%,上述处理条件下产气量较对照组分别提高了8.4%,35.6%,26.8%。其中Ca(OH)_2处理组整体效果最优。
【学位授予单位】：云南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S216.4

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本文编号：2790258