沼液全量回流的秸秆半连续厌氧发酵产气研究
发布时间：2021-08-05 03:06
为优化沼液回流工艺,从根源上解决沼液处置问题,分析了沼液全量回流对水稻秸秆厌氧发酵过程的影响,提出了回流过程中抑制产气的影响因子,验证了缓解抑制产气的方法。结果表明,沼液全量回流对厌氧发酵产气性能影响显著。在132天的实验周期内,缺乏氮素和腐殖酸累积是抑制产气的影响因子,总氮浓度从263mg/L下降到93mg/L,腐殖酸质量分数从0.0094%上升到0.234%;补充尿素和氯化钙可以使缺少氮素及腐殖酸累积所产生的产气抑制得以恢复。本实验为保证秸秆沼气工程长效运行提供基础数据。
【文章来源】：安徽师范大学学报(自然科学版). 2019,42(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
实验过程中发酵液pH的变化Fig．2ChangesofpHduringtheexperimentsFig．3
挥发性脂肪酸累积抑制产气的结果一致。图2实验过程中发酵液pH的变化图3实验过程中发酵液COD及VFA浓度的变化Fig．2ChangesofpHduringtheexperimentsFig．3ChangesofCODandVFAconcentrationduringtheexperiments2．1．3沼液回流对发酵液中总磷及总氮浓度的影响沼液回流对发酵液中总磷及总氮浓度的影响如图4所示。由图4可以看出，在沼液回流期间厌氧发酵系统中的总氮和总磷呈缓慢下降趋势。在28～132天期间，沼液中总氮的浓度从263mg/L下降到93mg/L;沼液中总磷的浓度从208mg/L下降到20mg/L。这与张应鹏［10］等的研究结论相一致。这可能是由于秸秆本身氮磷含量并不高，是富含碳素的原料，而厌氧发酵体系中微生物的生长繁殖需要大量的氮磷元素的供给，因此出现了体系内氮磷含量呈下降的趋势。2．1．4沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响如图5所示。由图5可知，在实验28～132天期间，腐殖酸浓度(以质量分数计)总体上呈上升趋势，从0．0094%上升至0．234%。在100～132天期间，腐殖酸浓度升高的阶段正好与产气量下降阶段相吻合，说明腐殖酸浓度对厌氧发酵的产气效率有一定的抑制作用。这与郝晓地［14］及任冰倩［15］的研究结论相一致:腐殖酸本身含有的含氧官能团会对水解、发酵细菌分泌的胞外水解酶产生吸附、络合作用，导致水解酶与其它有机物接触并使其水解的机会大为减少，从而抑制厌氧消化过程产甲烷。图4总磷及总氮浓度随时间的变化图5腐殖酸质量分数随时间的变化Fig．4ChangesoftotalphosphorusandtotalnitrogenconcentrationovertimeFig．5Changesofhumicacidcontentovertim
烊缤?4所示。由图4可以看出，在沼液回流期间厌氧发酵系统中的总氮和总磷呈缓慢下降趋势。在28～132天期间，沼液中总氮的浓度从263mg/L下降到93mg/L;沼液中总磷的浓度从208mg/L下降到20mg/L。这与张应鹏［10］等的研究结论相一致。这可能是由于秸秆本身氮磷含量并不高，是富含碳素的原料，而厌氧发酵体系中微生物的生长繁殖需要大量的氮磷元素的供给，因此出现了体系内氮磷含量呈下降的趋势。2．1．4沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响如图5所示。由图5可知，在实验28～132天期间，腐殖酸浓度(以质量分数计)总体上呈上升趋势，从0．0094%上升至0．234%。在100～132天期间，腐殖酸浓度升高的阶段正好与产气量下降阶段相吻合，说明腐殖酸浓度对厌氧发酵的产气效率有一定的抑制作用。这与郝晓地［14］及任冰倩［15］的研究结论相一致:腐殖酸本身含有的含氧官能团会对水解、发酵细菌分泌的胞外水解酶产生吸附、络合作用，导致水解酶与其它有机物接触并使其水解的机会大为减少，从而抑制厌氧消化过程产甲烷。图4总磷及总氮浓度随时间的变化图5腐殖酸质量分数随时间的变化Fig．4ChangesoftotalphosphorusandtotalnitrogenconcentrationovertimeFig．5Changesofhumicacidcontentovertime2．2补氮补钙处理对沼液全量回流产气性能的影响2．2．1补氮补钙处理对日产气量的影响补氮补钙处理对日产气量的影响如图6所示。由图6可知，在133～165天，未进行处理的对照组产气量仍在下降，165天时，日产气量稳定在3000mL;进行补氮及补氮补钙处理的试验组经过处理后日产气量迅速恢复，补氮补
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机负荷与回流比对餐厨垃圾两相厌氧消化的影响[J]. 黄红辉,王德汉,罗子锋,杨洁,尚卫辉. 华南农业大学学报. 2018(06)
[2]沼液回流对秸秆与污泥混合中温厌氧消化的影响[J]. 李慧莉,刘鹏程,陈志强,厚建伟,任南琪. 环境工程学报. 2018(10)
[3]沼液回流对棉花秸秆产甲烷效率及微生物群的影响[J]. 张晗,王文政,袁旭峰,李秋芝,杨中旭. 中国沼气. 2018(01)
[4]腐殖酸影响剩余污泥厌氧消化过程实验研究[J]. 郝晓地,唐兴,李季,曹达啓. 环境科学学报. 2018(08)
[5]沼液全量连续回流对稻秸厌氧发酵特性的影响[J]. 张应鹏,陈广银,黑昆仑,杨一帆,许彩云,常志州. 生态与农村环境学报. 2017(09)
[6]pH对餐厨垃圾厌氧发酵产氢过程的影响[J]. 袁雨珍,肖利平,刘传平,窦飞. 生态环境学报. 2017(04)
[7]沼液回流比与有机负荷对秸秆厌氧发酵特性的影响[J]. 邓玉营,黄振兴,阮文权,缪恒峰,赵明星,任红艳. 农业机械学报. 2016(11)
[8]沼液回流对牛粪厌氧发酵产气特性及其动力学的影响[J]. 吴树彪,黎佳茜,李伟,董仁杰. 农业机械学报. 2015(10)
[9]沼液回流对牛粪高温厌氧发酵产气性能的影响[J]. 苏小红,刘伟,王欣,郭广亮,徐晓秋,高德玉. 黑龙江科学. 2015(01)
[10]钼酸铵分光光度法测定水中总磷方法的改进[J]. 朱素华,冯家望. 河南科技. 2013(15)
本文编号：3322935
【文章来源】：安徽师范大学学报(自然科学版). 2019,42(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
实验过程中发酵液pH的变化Fig．2ChangesofpHduringtheexperimentsFig．3
挥发性脂肪酸累积抑制产气的结果一致。图2实验过程中发酵液pH的变化图3实验过程中发酵液COD及VFA浓度的变化Fig．2ChangesofpHduringtheexperimentsFig．3ChangesofCODandVFAconcentrationduringtheexperiments2．1．3沼液回流对发酵液中总磷及总氮浓度的影响沼液回流对发酵液中总磷及总氮浓度的影响如图4所示。由图4可以看出，在沼液回流期间厌氧发酵系统中的总氮和总磷呈缓慢下降趋势。在28～132天期间，沼液中总氮的浓度从263mg/L下降到93mg/L;沼液中总磷的浓度从208mg/L下降到20mg/L。这与张应鹏［10］等的研究结论相一致。这可能是由于秸秆本身氮磷含量并不高，是富含碳素的原料，而厌氧发酵体系中微生物的生长繁殖需要大量的氮磷元素的供给，因此出现了体系内氮磷含量呈下降的趋势。2．1．4沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响如图5所示。由图5可知，在实验28～132天期间，腐殖酸浓度(以质量分数计)总体上呈上升趋势，从0．0094%上升至0．234%。在100～132天期间，腐殖酸浓度升高的阶段正好与产气量下降阶段相吻合，说明腐殖酸浓度对厌氧发酵的产气效率有一定的抑制作用。这与郝晓地［14］及任冰倩［15］的研究结论相一致:腐殖酸本身含有的含氧官能团会对水解、发酵细菌分泌的胞外水解酶产生吸附、络合作用，导致水解酶与其它有机物接触并使其水解的机会大为减少，从而抑制厌氧消化过程产甲烷。图4总磷及总氮浓度随时间的变化图5腐殖酸质量分数随时间的变化Fig．4ChangesoftotalphosphorusandtotalnitrogenconcentrationovertimeFig．5Changesofhumicacidcontentovertim
烊缤?4所示。由图4可以看出，在沼液回流期间厌氧发酵系统中的总氮和总磷呈缓慢下降趋势。在28～132天期间，沼液中总氮的浓度从263mg/L下降到93mg/L;沼液中总磷的浓度从208mg/L下降到20mg/L。这与张应鹏［10］等的研究结论相一致。这可能是由于秸秆本身氮磷含量并不高，是富含碳素的原料，而厌氧发酵体系中微生物的生长繁殖需要大量的氮磷元素的供给，因此出现了体系内氮磷含量呈下降的趋势。2．1．4沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响沼液回流对发酵液中腐殖酸浓度的影响如图5所示。由图5可知，在实验28～132天期间，腐殖酸浓度(以质量分数计)总体上呈上升趋势，从0．0094%上升至0．234%。在100～132天期间，腐殖酸浓度升高的阶段正好与产气量下降阶段相吻合，说明腐殖酸浓度对厌氧发酵的产气效率有一定的抑制作用。这与郝晓地［14］及任冰倩［15］的研究结论相一致:腐殖酸本身含有的含氧官能团会对水解、发酵细菌分泌的胞外水解酶产生吸附、络合作用，导致水解酶与其它有机物接触并使其水解的机会大为减少，从而抑制厌氧消化过程产甲烷。图4总磷及总氮浓度随时间的变化图5腐殖酸质量分数随时间的变化Fig．4ChangesoftotalphosphorusandtotalnitrogenconcentrationovertimeFig．5Changesofhumicacidcontentovertime2．2补氮补钙处理对沼液全量回流产气性能的影响2．2．1补氮补钙处理对日产气量的影响补氮补钙处理对日产气量的影响如图6所示。由图6可知，在133～165天，未进行处理的对照组产气量仍在下降，165天时，日产气量稳定在3000mL;进行补氮及补氮补钙处理的试验组经过处理后日产气量迅速恢复，补氮补
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机负荷与回流比对餐厨垃圾两相厌氧消化的影响[J]. 黄红辉,王德汉,罗子锋,杨洁,尚卫辉. 华南农业大学学报. 2018(06)
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[3]沼液回流对棉花秸秆产甲烷效率及微生物群的影响[J]. 张晗,王文政,袁旭峰,李秋芝,杨中旭. 中国沼气. 2018(01)
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[5]沼液全量连续回流对稻秸厌氧发酵特性的影响[J]. 张应鹏,陈广银,黑昆仑,杨一帆,许彩云,常志州. 生态与农村环境学报. 2017(09)
[6]pH对餐厨垃圾厌氧发酵产氢过程的影响[J]. 袁雨珍,肖利平,刘传平,窦飞. 生态环境学报. 2017(04)
[7]沼液回流比与有机负荷对秸秆厌氧发酵特性的影响[J]. 邓玉营,黄振兴,阮文权,缪恒峰,赵明星,任红艳. 农业机械学报. 2016(11)
[8]沼液回流对牛粪厌氧发酵产气特性及其动力学的影响[J]. 吴树彪,黎佳茜,李伟,董仁杰. 农业机械学报. 2015(10)
[9]沼液回流对牛粪高温厌氧发酵产气性能的影响[J]. 苏小红,刘伟,王欣,郭广亮,徐晓秋,高德玉. 黑龙江科学. 2015(01)
[10]钼酸铵分光光度法测定水中总磷方法的改进[J]. 朱素华,冯家望. 河南科技. 2013(15)
本文编号：3322935
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