猪粪与玉米秸秆混合厌氧发酵影响因素及产物特性的研究
发布时间：2021-04-21 23:39
近年来,农业和养殖业的废弃物带来的污染问题日益严重。其中的作物秸秆和禽畜粪便的不当处置已对大气、水体以及土壤造成不利的影响。秸秆和粪便中富含有机物,具有开发成生物质能源的潜力,以缓解化石能源的日渐枯竭而引发的能源危机。在产生沼气这种清洁能源的同时,同时产生的沼液沼渣可以作为肥料利用。但是,在提高粪秆混合发酵的沼气产率和剩余沼液的利用上还存在一些问题。本文通过研究不同的粪秆配比和发酵温度下的产气特性和沼液性质,以确定最佳的产气条件,为农村沼气工程和沼液处置提供技术参考。本研究以猪粪和玉米秸秆为发酵原料,在发酵温度为30℃、35℃和40℃的条件时,分别对不同粪秆配比（以TS计,4:1、3:1、2:1、1:1和1:2）条件下的沼气产量、发酵周期、甲烷浓度以及沼液中污染物浓度进行研究,具体结论如下:（1）试验中各条件下均能够正常发酵产气,提高发酵温度和降低粪秆配比能够让底物在发酵的初期就迅速产气,缩短发酵启动时间和有效发酵周期。但温度的影响大于粪秆配比对发酵启动时间和有效发酵周期的影响。在40℃、粪秆配比4:1时,发酵启动时间和有效发酵周期最短,有效发酵周期为31d;在30℃、粪秆配比1:2时...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 农作物秸秆的产生和对环境的影响
1.1.2 畜禽粪便的产生和对环境的影响
1.2 农业废弃物资源化途径
1.2.1 秸秆及禽畜粪便组成
1.2.2 农作物秸秆的利用方式
1.2.3 畜禽粪便的利用方式
1.2.4 甲烷发酵的优势
1.3 有机物甲烷化技术概述
1.3.1 厌氧发酵基本原理
1.3.2 厌氧发酵的影响因素
1.4 国内外甲烷发酵技术研究现状
1.4.1 对发酵原料的探索
1.4.2 发酵原料预处理研究
1.4.3 两相厌氧发酵工艺的研究进展
1.5 国内外沼气工程应用现状
1.5.1 国内沼气工程应用现状
1.5.2 国外沼气工程应用现状
1.6 当前存在的主要问题及研究展望
1.7 研究目的和意义
第二章 研究内容、方法及实验设计
2.1 研究内容
2.2 技术路线
2.3 试验设计
2.3.1 试验原料
2.3.2 试验装置
2.3.3 试验方案
2.4 检测项目及方法
2.4.1 检测项目
2.4.2 检测方法
2.4.3 数据处理与分析方法
第三章 影响产气因素的研究
3.1 温度、粪秆配比对产气过程的影响
3.1.1 温度对日产气速率的影响
3.1.2 粪秆配比对日产气速率的影响
3.1.3 沼气总产量、发酵周期与温度及粪秆配比的关系
3.1.4 温度与粪秆配比对产气效率影响的分析
3.2 沼气中甲烷含量的与温度、粪秆配比的关系
3.2.1 不同条件时发酵过程中甲烷浓度的变化情况
3.2.2 温度、粪秆配比对甲烷浓度和甲烷产量的影响
3.3 产气量数学模型的建立
3.3.1 数学模型的建立与说明
3.3.2 依据模型对产气影响因素的分析
3.4 本章小结
第四章 发酵剩余沼液特性分析
4.1 不同发酵条件下的沼液的成分
4.2 对沼液的处置方式的探讨
4.2.1 沼液深度处理后排放
4.2.2 沼液的自然生态净化
4.2.3 沼液直接还田
4.2.4 沼液的资源性开发性利用
4.3 本章小结
第五章 结论与建议
5.1 研究结论
5.2 存在的问题与建议
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]稻秸好氧厌氧两相发酵工艺与产气特性研究[J]. 李文哲,丁清华,魏东辉,罗立娜,王庆庆,王金秋. 农业机械学报. 2016(03)
[2]2014年10月上旬北京市大气重污染分析[J]. 王占山,李云婷,孙峰,邱启鸿,张大伟,姜磊,周一鸣,潘丽波. 中国环境科学. 2015(06)
[3]德国可再生能源政策与沼气工程简介[J]. 孙家宾,尹显智. 四川环境. 2014(03)
[4]西部七省区作物秸秆资源分布及利用现状[J]. 包建财,郁继华,冯致,陈佰鸿,雷成,杨娟. 应用生态学报. 2014(01)
[5]世界能源格局的新变化及其对中国能源安全的影响[J]. 王海运. 上海大学学报(社会科学版). 2013(06)
[6]有机种植中施肥引发的重金属累积风险研究[J]. 唐政,邱建军,陈小香,邹国元. 广东农业科学. 2012(16)
[7]A/O-MBR工艺处理养猪沼液的研究[J]. 赵明. 工业水处理. 2012(08)
[8]生物质热解气中固体颗粒的分离方法综述[J]. 李美莲,柏雪源,李永军,高晓凤. 生物质化学工程. 2012(03)
[9]畜禽粪便与玉米秸秆厌氧消化的产气特性试验[J]. 罗娟,董保成,陈羚,高新星,万小春,赵立欣. 农业工程学报. 2012(10)
[10]2011年大中型沼气产业发展报告[J]. 屠云璋,吴兆流. 太阳能. 2012(02)
博士论文
[1]单相与两相厌氧工艺发酵特性及微生物生态机理比较研究[D]. 任济伟.中国农业大学 2015
[2]猪场废水氮磷MAP回收工艺及其对传统厌氧—好氧处理系统的影响研究[D]. 张冬梅.浙江大学 2013
[3]两段式厌氧工艺产甲烷发酵特性及微生物生态调控机制研究[D]. 赵光.哈尔滨工业大学 2013
[4]混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化[D]. 王晓娇.西北农林科技大学 2013
[5]沼气高效厌氧发酵的条件及产气效应研究[D]. 楚莉莉.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]牛粪和玉米秸秆混合底物两相发酵工艺产甲烷效能研究[D]. 孟祥博.哈尔滨工业大学 2014
[2]畜产养殖废水与玉米秸秆联合厌氧发酵的实验研究[D]. 连子尧.中国地质大学（北京） 2014
[3]关中地区农村畜禽养殖污染治理技术集成研究[D]. 张秋菊.西北大学 2012
[4]家畜粪便厌氧发酵制取沼气的影响因素及工艺特性研究[D]. 范云.哈尔滨工业大学 2012
[5]MAP沉淀法去除养猪场沼液中氮磷的研究[D]. 张妍妍.安徽农业大学 2012
[6]氨—生物联合处理对小麦秸秆厌氧发酵产沼气的影响[D]. 吴晋锴.上海交通大学 2011
[7]高固体浓度猪粪的厌氧发酵特性研究[D]. 王悦超.复旦大学 2011
[8]花生壳和猪粪混合厌氧发酵特性研究[D]. 邵艳秋.西北农林科技大学 2011
[9]不同牲畜粪便与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的研究[D]. 李文静.西北农林科技大学 2011
[10]牲畜粪便与秸秆混合的厌氧发酵特性及工艺优化[D]. 王晓娇.西北农林科技大学 2010
本文编号：3152717
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 农作物秸秆的产生和对环境的影响
1.1.2 畜禽粪便的产生和对环境的影响
1.2 农业废弃物资源化途径
1.2.1 秸秆及禽畜粪便组成
1.2.2 农作物秸秆的利用方式
1.2.3 畜禽粪便的利用方式
1.2.4 甲烷发酵的优势
1.3 有机物甲烷化技术概述
1.3.1 厌氧发酵基本原理
1.3.2 厌氧发酵的影响因素
1.4 国内外甲烷发酵技术研究现状
1.4.1 对发酵原料的探索
1.4.2 发酵原料预处理研究
1.4.3 两相厌氧发酵工艺的研究进展
1.5 国内外沼气工程应用现状
1.5.1 国内沼气工程应用现状
1.5.2 国外沼气工程应用现状
1.6 当前存在的主要问题及研究展望
1.7 研究目的和意义
第二章 研究内容、方法及实验设计
2.1 研究内容
2.2 技术路线
2.3 试验设计
2.3.1 试验原料
2.3.2 试验装置
2.3.3 试验方案
2.4 检测项目及方法
2.4.1 检测项目
2.4.2 检测方法
2.4.3 数据处理与分析方法
第三章 影响产气因素的研究
3.1 温度、粪秆配比对产气过程的影响
3.1.1 温度对日产气速率的影响
3.1.2 粪秆配比对日产气速率的影响
3.1.3 沼气总产量、发酵周期与温度及粪秆配比的关系
3.1.4 温度与粪秆配比对产气效率影响的分析
3.2 沼气中甲烷含量的与温度、粪秆配比的关系
3.2.1 不同条件时发酵过程中甲烷浓度的变化情况
3.2.2 温度、粪秆配比对甲烷浓度和甲烷产量的影响
3.3 产气量数学模型的建立
3.3.1 数学模型的建立与说明
3.3.2 依据模型对产气影响因素的分析
3.4 本章小结
第四章 发酵剩余沼液特性分析
4.1 不同发酵条件下的沼液的成分
4.2 对沼液的处置方式的探讨
4.2.1 沼液深度处理后排放
4.2.2 沼液的自然生态净化
4.2.3 沼液直接还田
4.2.4 沼液的资源性开发性利用
4.3 本章小结
第五章 结论与建议
5.1 研究结论
5.2 存在的问题与建议
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]稻秸好氧厌氧两相发酵工艺与产气特性研究[J]. 李文哲,丁清华,魏东辉,罗立娜,王庆庆,王金秋. 农业机械学报. 2016(03)
[2]2014年10月上旬北京市大气重污染分析[J]. 王占山,李云婷,孙峰,邱启鸿,张大伟,姜磊,周一鸣,潘丽波. 中国环境科学. 2015(06)
[3]德国可再生能源政策与沼气工程简介[J]. 孙家宾,尹显智. 四川环境. 2014(03)
[4]西部七省区作物秸秆资源分布及利用现状[J]. 包建财,郁继华,冯致,陈佰鸿,雷成,杨娟. 应用生态学报. 2014(01)
[5]世界能源格局的新变化及其对中国能源安全的影响[J]. 王海运. 上海大学学报(社会科学版). 2013(06)
[6]有机种植中施肥引发的重金属累积风险研究[J]. 唐政,邱建军,陈小香,邹国元. 广东农业科学. 2012(16)
[7]A/O-MBR工艺处理养猪沼液的研究[J]. 赵明. 工业水处理. 2012(08)
[8]生物质热解气中固体颗粒的分离方法综述[J]. 李美莲,柏雪源,李永军,高晓凤. 生物质化学工程. 2012(03)
[9]畜禽粪便与玉米秸秆厌氧消化的产气特性试验[J]. 罗娟,董保成,陈羚,高新星,万小春,赵立欣. 农业工程学报. 2012(10)
[10]2011年大中型沼气产业发展报告[J]. 屠云璋,吴兆流. 太阳能. 2012(02)
博士论文
[1]单相与两相厌氧工艺发酵特性及微生物生态机理比较研究[D]. 任济伟.中国农业大学 2015
[2]猪场废水氮磷MAP回收工艺及其对传统厌氧—好氧处理系统的影响研究[D]. 张冬梅.浙江大学 2013
[3]两段式厌氧工艺产甲烷发酵特性及微生物生态调控机制研究[D]. 赵光.哈尔滨工业大学 2013
[4]混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化[D]. 王晓娇.西北农林科技大学 2013
[5]沼气高效厌氧发酵的条件及产气效应研究[D]. 楚莉莉.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]牛粪和玉米秸秆混合底物两相发酵工艺产甲烷效能研究[D]. 孟祥博.哈尔滨工业大学 2014
[2]畜产养殖废水与玉米秸秆联合厌氧发酵的实验研究[D]. 连子尧.中国地质大学（北京） 2014
[3]关中地区农村畜禽养殖污染治理技术集成研究[D]. 张秋菊.西北大学 2012
[4]家畜粪便厌氧发酵制取沼气的影响因素及工艺特性研究[D]. 范云.哈尔滨工业大学 2012
[5]MAP沉淀法去除养猪场沼液中氮磷的研究[D]. 张妍妍.安徽农业大学 2012
[6]氨—生物联合处理对小麦秸秆厌氧发酵产沼气的影响[D]. 吴晋锴.上海交通大学 2011
[7]高固体浓度猪粪的厌氧发酵特性研究[D]. 王悦超.复旦大学 2011
[8]花生壳和猪粪混合厌氧发酵特性研究[D]. 邵艳秋.西北农林科技大学 2011
[9]不同牲畜粪便与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的研究[D]. 李文静.西北农林科技大学 2011
[10]牲畜粪便与秸秆混合的厌氧发酵特性及工艺优化[D]. 王晓娇.西北农林科技大学 2010
本文编号：3152717
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