喷淋次数和接种量对序批式秸秆牛粪混合干发酵产气性能的影响

发布时间：2021-11-05 00:50

　　序批式干法厌氧发酵产沼气技术可明显提高有机废弃物处理能力,但在提高以秸秆为主的农业废弃物发酵效率核心工艺及产气性能方面还缺乏系统的研究。该文通过调节喷淋次数和接种量研究了以玉米秸秆为主要原料的序批式干法厌氧发酵产气性能,并通过模型拟合、水解产物分析等手段揭示了影响水解和甲烷生产的制约因素。结果表明,调节喷淋次数和接种量均对沼气产量具有显著性影响（P<0.05）。喷淋次数为4次/d,接种量不低于质量分数20%时,沼气产量最大为251.6 L/kg。而且,产气高峰期甲烷体积分数平均为55%左右。增加接种量、提高喷淋次数可有效促进底物的水解。但是,甲烷产量、最大产甲烷率却呈现先增加后降低的趋势,并明显受到有机酸（丙酸）、氨氮积累浓度的制约,水解产物高效转化对提高产气效率具有重要作用。该研究可为改善秸秆序批式干法厌氧发酵工艺优化提供理论指导。 

【文章来源】：农业工程学报. 2018,34(21)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

序批式干法厌氧发酵沼气产量的变化Fig.1Variationofbiogasyieldindrybatchanaerobicdigestion2.2甲烷含量

农业工程学报（http://www.tcsae.org）2018年230图1序批式干法厌氧发酵沼气产量的变化Fig.1Variationofbiogasyieldindrybatchanaerobicdigestion2.2甲烷含量序批式干法厌氧发酵在不同喷淋次数和接种量作用下的甲烷含量如图2所示，甲烷含量整体呈现先增加后降低的趋势，产气高峰甲烷体积分数在55%左右。接种量为10%时，在不同喷淋次数的影响下，甲烷含量上升速度差异明显，喷淋次数增加，甲烷体积分数达到50%以上的时间分别为15、11、16和15d，喷淋次数为4次/d时，甲烷含量率先出现高峰，而其他喷淋条件甲烷含量高峰平均后移5d，喷淋次数过多，不利于体系甲烷含量的提升，36d后，喷淋次数对甲烷含量影响不显著（P>0.05）；随着接种量进一步提升（图2b、图2c），喷淋次数对甲烷含量的影响作用逐渐减弱，接种量对甲烷含量的影响并不显著（P>0.05）。当体系接种物浓度低、喷淋次数高时，不利于甲烷含量的提升，使干发酵体系缺乏充足的产甲烷菌及时转移中间产物（有机酸）进行甲烷生产[20]。另外，发酵20d后，甲烷含量下降明显，可能是由于体系可溶性物质消耗殆尽，剩余的纤维素、木质素等不溶性物质不能被水解细菌进一步利用，导致产甲烷菌营养物质匮乏，甲烷生产效率降低[21-22]。另一方面，序批式干法厌氧发酵后期，易受到氨抑制的影响，产甲烷菌活性降低[23]。图2序批式干法厌氧发酵甲烷含量的变化Fig.2Variationofmethanecontentindrybatchanaerobicdigestion2.3甲烷生产模型拟合分别使用First-order水解模型和修正的Gompertz产甲烷预测模型对序批式干法厌氧发酵过程的水解速率常数、甲烷产

【参考文献】：
期刊论文
[1]我国农作物秸秆综合利用现状及焚烧碳排放估算[J]. 石祖梁,贾涛,王亚静,王久臣,孙仁华,王飞,李想,毕于运.  中国农业资源与区划. 2017(09)
[2]中国北方平原地区种养循环农业现状调研与发展分析[J]. 赵立欣,孟海波,沈玉君,丁京涛,张曦.  农业工程学报. 2017(18)
[3]猪粪干式沼气发酵中试研究[J]. 徐则,邓良伟,王伸,王智勇.  中国沼气. 2016(06)
[4]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)
[5]基于渗滤液回流的干式厌氧发酵研究进展[J]. 李超,周瀛,刘刚金,徐芙清,寇巍,钱明宇.  可再生能源. 2016(11)
[6]接种物对秸秆猪粪混合干式厌氧发酵产沼气的影响[J]. 井良霄,邱凌,李自林,刘芳,周彦峰.  农机化研究. 2013(07)
[7]厌氧生物处理丙酸产生和积累的原因及控制对策[J]. 任南琪,赵 丹,陈晓蕾,李建政.  中国科学（B辑 化学）. 2002(01)

博士论文
[1]难、易降解高含固率物料两相分区一体工艺下的高效产甲烷机制[D]. 赵野.中国农业大学 2017

硕士论文
[1]秸秆干法厌氧发酵工艺条件优化研究[D]. 兰梅.四川农业大学 2014



本文编号：3476740