空心莲子草发酵产沼气的试验研究

发布时间：2021-03-05 08:50

　　本文尝试以微生物发酵产沼气及甲烷形成的生化机制为原理,以预处理后的空心莲子草为主要发酵原料,辅以产甲烷复合菌剂和少量接种淤泥,采用4因素3水平的正交试验方法,初步探究空心莲子草发酵产沼气的优化工艺条件以及最优工艺条件下沼气产气量、pH值、甲烷含量等多种发酵参数动态变化,并且初步探究在发酵温度、碳氮比和发酵容积都相同条件下,空心莲子草分别和猪粪、牛粪在不同质量配比处理下两者的沼气发酵特性,为空心莲子草在资源能源化利用上提供新的途径。试验结果显示：（1）以空心莲子草为原料发酵产沼气的最优参数工艺条件为：发酵温度为35℃,空心莲子草固体含量为30%,发酵罐内原料C/N为30：1,pH值为7.0。（2）空心莲子草经过前期预处理后,前30天的累计产气量占总产气量的78.3%；空心莲子草原料TS产气率为376.2m1·kg-1,VS产气率为355.0m1·kg1；CH4含量在第45天达到61.9%,发酵料液pH值稳定在7.0-7.3之间；在同样的试验周期里,最优工艺组合的总产气量明显比对照组（1号组）高,表明以空心莲子草为原料发酵产沼气的优化工艺组合是一种可行的资源能源化利用技术。（3）不同质量比... 

【文章来源】：湖北大学湖北省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 农作物秸秆能源化利用
        1.2.1 秸秆气化利用技术
        1.2.2 秸秆固化利用技术
        1.2.3 秸秆乙醇燃料利用技术
        1.2.4 秸秆发电利用技术
        1.2.5 秸秆能源化利用中存在的问题
    1.3 秸秆发酵产沼气技术
        1.3.1 秸秆发酵制沼气概况
        1.3.2 沼气微生物种类
        1.3.3 沼气发酵的三个阶段
        1.3.4 沼气微生物生态学关系
    1.4 以空心莲子草为发酵原料产沼气可行性研究概况
        1.4.1 空心莲子草的生长特性与理化特性
        1.4.2 空心莲子草的综合防治
        1.4.3 空心莲子草发酵产沼气可行性及其意义
    1.5 课题研究的内容
2 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 发酵原料
        2.1.2 接种物
        2.1.3 发酵菌剂
        2.1.4 主要试验试剂
    2.2 主要试验仪器
    2.3 试验装置
    2.4 试验方法与步骤
        2.4.1 原料预处理
        2.4.2 试验设计
        2.4.3 试验步骤
    2.5 空心莲子草发酵过程中关键指标的分析测试方法
        2.5.1 总固体含量（TS）和总挥发固体含量（VS）的测定
        2.5.2 总有机碳（TOC）含量的测定
        2.5.3 总有机氮（TON）含量的测定
        2.5.4 碳/氮（C/N）比计算方法
        2.5.5 沼气产量的测定
        2.5.6 甲烷浓度与产量的测定
2）浓度的测定">        2.5.7 二氧化碳（CO₂）浓度的测定
        2.5.8 发酵料液pH值的测定
        2.5.9 数据的统计分析
3 结果与分析
    3.1 原料的预处理
        3.1.1 空心莲子草预处理后外观形态变化
        3.1.2 猪、牛粪堆沤后外观形态变化
    3.2 空心莲子草发酵产沼气最佳工艺条件的确定
        3.2.1 不同试验条件下的空心莲子草发酵产沼气的产气量和甲烷产量
        3.2.2 试验结果的极差分析
        3.2.3 试验结果的方差分析
    3.3 最佳工艺条件下空心莲子草发酵产沼气过程中关键性指标的分析
        3.3.1 TS、VS、产气率和累积产气量的变化
        3.3.2 沼气中甲烷含量和二氧化碳浓度的变化
        3.3.3 发酵温度和累积产气量随反应时间的变化
        3.3.4 pH值的变化
    3.4 空心莲子草和猪粪共发酵产沼气特性
        3.4.1 不同质量比例空心莲子草与猪粪发酵产沼气情况比较
        3.4.2 不同质量比例空心莲子草与猪粪发酵过程中pH值变化比较
        3.4.3 不同质量比例空心莲子草与猪粪发酵过程中甲烷含量变化比较
    3.5 空心莲子草和牛粪共发酵产沼气特性
        3.5.1 不同发酵原料配比对沼气产量的影响
        3.5.2 不同发酵原料配比发酵过程中pH值变化比较
        3.5.3 不同发酵原料配比发酵过程中甲烷含量的变化
4 小结与讨论
    4.1 小结
    4.2 讨论
    4.3 展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]添加水葫芦对牛粪厌氧产沼气的影响[J]. 张硌,郝民杰,高红莉,庄松林.  江苏农业科学. 2011(01)
[4]新型秸秆沼气技术[J]. 周文富.  农家致富. 2010(18)
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硕士论文
[1]农村能源利用转型与生态环境效益[D]. 王宁.浙江师范大学 2011
[2]高效厌氧纤维素降解菌复合菌系的构建及应用研究[D]. 张宁.河北师范大学 2011
[3]玉米秸秆干发酵产沼气工艺试验研究[D]. 武少菁.河南农业大学 2009
[4]我国可再生能源发展战略与政策研究[D]. 宫春博.山东大学 2009
[5]沼气发酵过程中产甲烷菌分子多样性研究及产甲烷菌的分离[D]. 汪婷.南京农业大学 2005



本文编号：3064921