接种量对农牧业混合原料干发酵产气性能的影响

发布时间：2021-11-02 02:42

　　为了更高效、环境友好化地利用甘肃省玉米秸秆和甘蓝尾菜等生物质资源,文章研究接种量对混合原料干发酵过程产气性能与启动速度的影响。试验在中温（37℃±1℃）TS为20%条件下,不同数量接种污泥与牛粪玉米秸秆或牛粪甘蓝菜叶混合后的干发酵过程,监测了接种量分别为20%,30%,40%时pH值、氨氮含量、日产气量、甲烷含量、累计产气量和累计产甲烷量等参数变化。结果表明:当接种污泥与牛粪玉米秸秆混合时,接种量40%的混合原料干发酵累计产气量最高,为207.46 L,平均甲烷含量52.2%,日最高产气量为11.76 L,日平均容积产气率为1.09 L·L^-1;当接种污泥与牛粪甘蓝叶混合时,接种量为30%的混合原料干发酵累计产气量最高,为159.96 L,平均甲烷含量47.8%,日最高产气量为8.90 L,日平均容积产气率为0.84 L·L^-1;除20%接种量与牛粪玉米秸秆混合试验组第3天才开始产气外,其余干发酵均在第1天就开始产气;由于接种污泥的缓冲作用,所有厌氧干发酵过程中氨氮含量一直低于1500 mg·L^-1,没有发生厌氧反应被抑... 

【文章来源】：中国沼气. 2019,37(01)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

玉米秸秆与牛粪为混合原料的日产气量

有限的甘蓝菜叶反应，过多的接种污泥反而不能使产气最大化。图2甘蓝叶与牛粪为混合原料的日产气量2．1．2累计产气量图3是不同混合原料在不同量的接种污泥条件下累计产气量随时间变化的关系图。其中G3试验组在整个厌氧发酵阶段累计产气量为207．46L，是G2试验组累计产气量153．02L的1．36倍，是G1试验组累计产气量128．94L的1．61倍。且G1，G2和G3试验组平均甲烷含量分别为45．5%，50．3%和52．2%，累计产甲烷量分别为64．41L，74．52L和98．97L。而G5试验组在整个厌氧发酵阶段累计产气量分别为159．96L，相较G4试验组累计产气量121．34L提高了31．83%，相较G6试验组累计产气量114．65L提高了39．52%。且G4，G5和G6试验组平均甲烷含量分别为41．7%，47．8%和46．4%，累计产甲烷量分别为52．95L，77．89L和52．88L。G1，G2和G3试验组累计产气量随接种量的增加而增加;G4，G5和G6试验组接种量为30%的试验组累计产气量高于其他两试验组。这可能是由于当牛粪与秸秆为混合原料时，秸秆中含有木质素、纤维素等大分子只能被缓慢降解的有机物可以保证厌氧发酵过程中始终有充足的底物被消化进而转化为甲烷;而牛粪与甘蓝叶为混合原料时，G6试验组虽然接种量为40%，但在经过产气高峰后，产气量迅速降低，累计产气趋势明显低于其它两组。这是由于大量的接种物补充了大量的产甲烷菌，使得发酵初期大量消耗反应底物，虽然G6单位有机质利用率在同样的容积的条件下远高于G4和G5，但后期反应罐中发酵底物减少，产气量也迅速减少，这也与刘荣厚

有限的甘蓝菜叶反应，过多的接种污泥反而不能使产气最大化。图2甘蓝叶与牛粪为混合原料的日产气量2．1．2累计产气量图3是不同混合原料在不同量的接种污泥条件下累计产气量随时间变化的关系图。其中G3试验组在整个厌氧发酵阶段累计产气量为207．46L，是G2试验组累计产气量153．02L的1．36倍，是G1试验组累计产气量128．94L的1．61倍。且G1，G2和G3试验组平均甲烷含量分别为45．5%，50．3%和52．2%，累计产甲烷量分别为64．41L，74．52L和98．97L。而G5试验组在整个厌氧发酵阶段累计产气量分别为159．96L，相较G4试验组累计产气量121．34L提高了31．83%，相较G6试验组累计产气量114．65L提高了39．52%。且G4，G5和G6试验组平均甲烷含量分别为41．7%，47．8%和46．4%，累计产甲烷量分别为52．95L，77．89L和52．88L。G1，G2和G3试验组累计产气量随接种量的增加而增加;G4，G5和G6试验组接种量为30%的试验组累计产气量高于其他两试验组。这可能是由于当牛粪与秸秆为混合原料时，秸秆中含有木质素、纤维素等大分子只能被缓慢降解的有机物可以保证厌氧发酵过程中始终有充足的底物被消化进而转化为甲烷;而牛粪与甘蓝叶为混合原料时，G6试验组虽然接种量为40%，但在经过产气高峰后，产气量迅速降低，累计产气趋势明显低于其它两组。这是由于大量的接种物补充了大量的产甲烷菌，使得发酵初期大量消耗反应底物，虽然G6单位有机质利用率在同样的容积的条件下远高于G4和G5，但后期反应罐中发酵底物减少，产气量也迅速减少，这也与刘荣厚

【参考文献】：
期刊论文
[1]娃娃菜废弃物厌氧发酵制取沼气的小试和中试[J]. 张艳,汪建旭,冯炜弘,尹燕,张政权,王永林,杨道兰.  中国沼气. 2015(05)
[2]半连续两相厌氧发酵工艺处理蔬菜废弃物产沼气研究[J]. 董晓莹,闫昌国,王演,刘齐,王晓明,曹焱鑫,于美玲,张大雷.  太阳能学报. 2015(04)
[3]复合菌剂预处理玉米秸秆及厌氧发酵产沼气[J]. 夏禹周,李海红,李红艳,王巧,闫志英.  陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]国内外干式厌氧发酵技术与工程现状[J]. 梁芳,包先斌,王海洋,陈祥.  中国沼气. 2013(03)
[5]不同配比牛粪与作物秸秆混合发酵的产气潜力研究[J]. 魏珞宇,李淑兰,刘刚金,刘刈,胡国全,张国治.  中国沼气. 2013(03)
[6]不同接种量对稻秆厌氧发酵特性的影响[J]. 李文哲,徐名汉,罗立娜.  东北农业大学学报. 2012(11)
[7]鸡粪与NaOH预处理麦秸联合厌氧发酵产气性能与协同效果研究[J]. 高健,袁海荣,邹德勋,朱保宁,张良,李兵,冯亚君,李秀金.  可再生能源. 2012(07)
[8]不同预处理方法对麦秆厌氧消化产气特性的影响[J]. 季艳敏,杨改河,尹冬雪,刘娟娟.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2012(05)
[9]温度对蔬菜废弃物沼气发酵产气特性的影响[J]. 刘荣厚,王远远,孙辰.  农业机械学报. 2009(09)
[10]玉米秸秆与土豆混合厌氧发酵试验研究[J]. 李继红,杨世关,郑正,宋华民,孟卓.  太阳能学报. 2008(10)



本文编号：3471178