秸秆用于沼气发酵原料最优工艺参数研究
发布时间：2021-05-07 18:24
当前农村户用沼气发展迅速，绝大多数是以人畜粪便为发酵原料，但是由于多种原因，发酵原料日益紧缺。为了保证可持续发展，必须研究除人畜粪便外且容易出料的发酵原料及工艺。作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物资源，利用厌氧发酵方法对秸秆进行处理，是一项能源环保双赢的技术。但秸秆纤维素、木质素难降解，C／N高会极大降低秸秆的厌氧发酵效果。本研究以提高秸秆厌氧发酵效率为目的，采用粉碎、石灰水浸泡和堆沤等对秸秆进行预处理。研究粉碎粒度、C／N、堆沤时间对秸秆厌氧发酵产沼气的影响，寻找最佳工艺参数；为高效利用秸秆进行厌氧发酵的研究提供一定的理论依据。本课题以秸秆为发酵原料制取沼气主要结论如下：1．通过粉碎理论、Bond法则、正交旋转组合设计方法及实际要求找到适合本实验的物料最佳粉碎粒度范围，即x1＞8、6＜x2＜8、3＜x3＜6、2＜x4＜4、x5＜2。2．经过单因素分析，测定出不同浓度Ca（OH）2溶液碱处理后的秸秆料液BOD、COD影响曲线图。得到熟石灰用量为每升料...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 绪论
1.1 引言
1.2 我国秸秆利用的状况
1.3 国内外秸杆发酵制备沼气的现状
1.4 课题研究目标、内容及技术路线
1.4.1 课题研究的目标
1.4.2 课题研究内容
1.4.3 课题研究的技术路线
2. 厌氧发酵系统机理的研究
2.1 沼气发酵的机理及有机物分解代谢过程
2.1.1 沼气发酵的机理
2.1.2 沼气发酵的生物化学过程
2.2 厌氧消化动力学
2.2.1 基质的利用与微生物增长表达式
2.2.2 水解动力学
2.2.3 产甲烷动力学
2.3 影响沼气厌氧发酵的基本因素
3. 实验设计与分析方法
3.1 材料和仪器
3.1.1 实验材料
3.1.2 实验仪器
3.3 实验方案
3.3.1 秸秆的粉碎
3.3.2 秸秆的浸泡
3.3.3 秸秆的酸化
3.3.4 接种物的选择及驯化
3.3.6 实验运转方式
3.4 实验参数的确定
3.4.1 原料负荷的确定
3.4.2 接种污泥添加量的确定
3.4.3 温度控制
3.4.4 PH值
3.5 测定项目及手段
4. 秸秆预处理实验研究
4.1 秸秆的机械粉碎
4.1.1 秸秆的机械粉碎理论
4.1.2 实验方法及结果
4.2 石灰水浸泡预处理
4.2.1 实验材料及仪器
4.2.2 实验方法
4.2.3 实验结果分析
4.3 堆沤好氧生物处理
5. 秸秆发酵特性实验研究
5.1 秸秆厌氧发酵预备实验
5.1.1 实验设计与测试参数的确定
5.1.2 结果与分析
6. 二次正交旋转组合实验研究
6.1 实验安排
6.2 各因素对产气量(Y1)的影响
6.2.1 回归模型的解析与分析
6.3 各因素对产气率(Y2)的影响
6.3.1 实验配比及结果
6.3.2 回归模型的解析与分析
6.4 回归方程的模拟寻优
7. 结论
参考文献
致谢
附录一: 攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]户用沼气池的秸秆利用新方法[J]. 熊承永,李健,朱辉. 中国沼气. 2004(02)
[2]马蹄莲秸秆发酵产沼气潜力的研究[J]. 苏有勇,张无敌. 农业与技术. 2003(06)
[3]化学与生物预处理对玉米秸生物气产量影响的初步比较研究(英文)[J]. 杨懂艳,李秀金,高志坚,汪永武. 农业工程学报. 2003(05)
[4]秸杆腐解最佳条件的研究[J]. 刘波. 黑龙江环境通报. 2003(01)
[5]农作物秸秆用作动物饲料——可行性与限制因素分析[J]. 朱德文. 饲料研究. 2003(02)
[6]有机固体废物固态厌氧消化处理的研究现状与进展[J]. 张爱军,陈洪章,李佐虎. 环境科学研究. 2002(05)
[7]堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状[J]. 席北斗,刘鸿亮,白庆中,黄国和,曾光明,李英军. 环境污染治理技术与设备. 2002(03)
[8]固体有机垃圾厌氧消化处理的研究进展[J]. 陈庆今,刘焕彬,胡勇有. 中国沼气. 2001(03)
[9]规模化猪场粪污处理模式[J]. 邓良伟. 中国沼气. 2001(01)
[10]农业试验中正交旋转回归设计分析模型[J]. 童成立,贺喜全,盛良学. 计算机与农业. 2000(10)
本文编号：3173858
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 绪论
1.1 引言
1.2 我国秸秆利用的状况
1.3 国内外秸杆发酵制备沼气的现状
1.4 课题研究目标、内容及技术路线
1.4.1 课题研究的目标
1.4.2 课题研究内容
1.4.3 课题研究的技术路线
2. 厌氧发酵系统机理的研究
2.1 沼气发酵的机理及有机物分解代谢过程
2.1.1 沼气发酵的机理
2.1.2 沼气发酵的生物化学过程
2.2 厌氧消化动力学
2.2.1 基质的利用与微生物增长表达式
2.2.2 水解动力学
2.2.3 产甲烷动力学
2.3 影响沼气厌氧发酵的基本因素
3. 实验设计与分析方法
3.1 材料和仪器
3.1.1 实验材料
3.1.2 实验仪器
3.3 实验方案
3.3.1 秸秆的粉碎
3.3.2 秸秆的浸泡
3.3.3 秸秆的酸化
3.3.4 接种物的选择及驯化
3.3.6 实验运转方式
3.4 实验参数的确定
3.4.1 原料负荷的确定
3.4.2 接种污泥添加量的确定
3.4.3 温度控制
3.4.4 PH值
3.5 测定项目及手段
4. 秸秆预处理实验研究
4.1 秸秆的机械粉碎
4.1.1 秸秆的机械粉碎理论
4.1.2 实验方法及结果
4.2 石灰水浸泡预处理
4.2.1 实验材料及仪器
4.2.2 实验方法
4.2.3 实验结果分析
4.3 堆沤好氧生物处理
5. 秸秆发酵特性实验研究
5.1 秸秆厌氧发酵预备实验
5.1.1 实验设计与测试参数的确定
5.1.2 结果与分析
6. 二次正交旋转组合实验研究
6.1 实验安排
6.2 各因素对产气量(Y1)的影响
6.2.1 回归模型的解析与分析
6.3 各因素对产气率(Y2)的影响
6.3.1 实验配比及结果
6.3.2 回归模型的解析与分析
6.4 回归方程的模拟寻优
7. 结论
参考文献
致谢
附录一: 攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]户用沼气池的秸秆利用新方法[J]. 熊承永,李健,朱辉. 中国沼气. 2004(02)
[2]马蹄莲秸秆发酵产沼气潜力的研究[J]. 苏有勇,张无敌. 农业与技术. 2003(06)
[3]化学与生物预处理对玉米秸生物气产量影响的初步比较研究(英文)[J]. 杨懂艳,李秀金,高志坚,汪永武. 农业工程学报. 2003(05)
[4]秸杆腐解最佳条件的研究[J]. 刘波. 黑龙江环境通报. 2003(01)
[5]农作物秸秆用作动物饲料——可行性与限制因素分析[J]. 朱德文. 饲料研究. 2003(02)
[6]有机固体废物固态厌氧消化处理的研究现状与进展[J]. 张爱军,陈洪章,李佐虎. 环境科学研究. 2002(05)
[7]堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状[J]. 席北斗,刘鸿亮,白庆中,黄国和,曾光明,李英军. 环境污染治理技术与设备. 2002(03)
[8]固体有机垃圾厌氧消化处理的研究进展[J]. 陈庆今,刘焕彬,胡勇有. 中国沼气. 2001(03)
[9]规模化猪场粪污处理模式[J]. 邓良伟. 中国沼气. 2001(01)
[10]农业试验中正交旋转回归设计分析模型[J]. 童成立,贺喜全,盛良学. 计算机与农业. 2000(10)
本文编号：3173858
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