添加钢渣恢复厌氧消化酸化系统提高沼气产量
发布时间：2021-12-30 11:41
针对厌氧消化酸化后传统恢复产气方法成本高,产气率低的问题,该文通过对比研究钢渣和碱对酸化后发酵体系的恢复作用,结果表明酸化体系添加钢渣后累积产气率为285.33 m L/g,较传统法（加碱）提高了25.8%,两组数据差异显著。同时对恢复产气后的p H值,总挥发性脂肪酸（total volatile fatty acid）,碱度（alkalinity）,挥发性脂肪酸（volatile fatty acids）进行了监测分析,发现两组的上述数据差异并不显著,TVFA/TA和丙酸/乙酸的比值更加有效指示两体系恢复后的稳定性,且添加钢渣体系较加碱体系提前8 d恢复正常。最后分析了恢复产气后消化液中重金属,两体系的重金属含量完全满足NY/T 2065-2011沼肥施用技术规范中的相关要求,此举提供了一种优于传统恢复酸化液渣产气的方式,为解决实际工程易酸化、恢复产气成本高的问题提出了新的解决方法。
【文章来源】：农业工程学报. 2018,34(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试验装置图1.取样口2.取气口3.导气管4.导水管1.Samplingoutlets2.Gasport3.Windpipe4.Aqueduct
农业工程学报（http://www.tcsae.org）2018年232酸浓度之比（PC/AC）在反应器运行失衡时的敏感性和可靠性。因此多因子综合评价参数（TVFA/TA和PC/AC）可作为衡量厌氧消化体系稳定性的参数。如图4所示，酸化发生时系统内酸形成和碱消耗之间的平衡被打破，VFA/TA从0.83迅速增至2.86。同时，乳酸、丙酸的大量生成，使得PC/AC比值从0.092迅速增至0.21。添加钢渣和碱后，体系的碱度瞬时被提高，加钢渣组8d内的TVFA/TA和PC/AC比值分别降至0.38和0.081，随后继续下降到0.05以下；加碱组有同样的下降趋势，只是稍比加钢渣组下降缓慢。图4总挥发性脂肪酸/碱度（TVFA/TA）及丙酸/乙酸（PC/AC）的变化曲线Fig.4Changesoftotalvolatileacid/alkalinity(TVFA/TA)andpropionicacid/aceticacid(PC/AC)前人研究表明厌氧消化最适宜的TVFA/TA应维持在0.3～0.4之间，TVFA/TA如果超过0.8则会导致发酵状态恶化[33]；另一方面，若PC/AC比值超过0.08时系统也会开始出现抑制现象，高于0.10则会对甲烷菌产生50%的抑制[34]。加钢渣和加碱体系产气量与TVFA/TA、PC/AC比值的相关性与文献报道的相似，且加钢渣组恢复产气稳定后的TVFA/TA，PC/AC较加碱组低，说明钢渣的加入使得体系更加稳定，这与图2的结论一致。通过显著性分析可知：加碱和加钢渣组VFA/TA和PC/AC显著水平P值分别为0.15和0.26，2组的P值均大于0.05，表明2组VFA/TA和PC/AC变化差异不显著，这正好说明2体系恢复产气后能较快达到稳定状态。2.4恢复产气后沼渣、沼液利用
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢渣微粉对牛粪厌氧发酵产沼气的影响[J]. 张浩,杨刚,刘秀玉,宗志芳. 非金属矿. 2016(05)
[2]沼气厌氧发酵生物催化剂研究进展与展望[J]. 张仙梅,云斯宁,杜玉凤,杜婷婷,盖国胜,张万钦. 农业机械学报. 2015(05)
[3]温度对产甲烷菌代谢途径和优势菌群结构的影响[J]. 吴美容,张瑞,周俊,谢欣欣,雍晓雨,闫志英,葛明民,郑涛. 化工学报. 2014(05)
[4]高效液相色谱法同时测定生物质乳酸发酵液中有机酸及糖类化合物[J]. 马瑞,欧阳嘉,李鑫,连之娜,蔡聪. 色谱. 2012(01)
[5]厌氧反应器的酸化及其恢复研究进展[J]. 于雷,彭剑峰,宋永会,徐东耀. 工业水处理. 2011(08)
[6]NaCl和KCl盐度对厌氧污泥的驯化及对比产甲烷活性的影响[J]. 邹小玲,许柯,夏兴华,丁丽丽,任洪强. 中国沼气. 2009(03)
[7]Influence of temperature on performance of anaerobic digestion of municipal solid waste[J]. ZHANG Ji-shi1,2,*, SUN Ke-wei1, WU Man-chang2, ZHANG Lei1 (1. National Engineering Research Center of Solid Waste Resource Recovery, Kunmi ng 650033, China. 2. Faculty of Environmental Science and Engineering, Kunming U niversity of Science and Technology, Kunming 650093, China). Journal of Environmental Sciences. 2006(04)
[8]气相色谱法分析厌氧反应器中的挥发性脂肪酸（VFA）[J]. 刘艳玲,任南琪,刘敏,王爱杰,李建政,吴忆宁. 哈尔滨建筑大学学报. 2000(06)
[9]厌氧污泥的最大比产甲烷速率(Umax.CH4)的间歇试验测定法[J]. 吴唯民,胡纪华,顾夏声. 中国给水排水. 1985(04)
本文编号：3558124
【文章来源】：农业工程学报. 2018,34(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试验装置图1.取样口2.取气口3.导气管4.导水管1.Samplingoutlets2.Gasport3.Windpipe4.Aqueduct
农业工程学报（http://www.tcsae.org）2018年232酸浓度之比（PC/AC）在反应器运行失衡时的敏感性和可靠性。因此多因子综合评价参数（TVFA/TA和PC/AC）可作为衡量厌氧消化体系稳定性的参数。如图4所示，酸化发生时系统内酸形成和碱消耗之间的平衡被打破，VFA/TA从0.83迅速增至2.86。同时，乳酸、丙酸的大量生成，使得PC/AC比值从0.092迅速增至0.21。添加钢渣和碱后，体系的碱度瞬时被提高，加钢渣组8d内的TVFA/TA和PC/AC比值分别降至0.38和0.081，随后继续下降到0.05以下；加碱组有同样的下降趋势，只是稍比加钢渣组下降缓慢。图4总挥发性脂肪酸/碱度（TVFA/TA）及丙酸/乙酸（PC/AC）的变化曲线Fig.4Changesoftotalvolatileacid/alkalinity(TVFA/TA)andpropionicacid/aceticacid(PC/AC)前人研究表明厌氧消化最适宜的TVFA/TA应维持在0.3～0.4之间，TVFA/TA如果超过0.8则会导致发酵状态恶化[33]；另一方面，若PC/AC比值超过0.08时系统也会开始出现抑制现象，高于0.10则会对甲烷菌产生50%的抑制[34]。加钢渣和加碱体系产气量与TVFA/TA、PC/AC比值的相关性与文献报道的相似，且加钢渣组恢复产气稳定后的TVFA/TA，PC/AC较加碱组低，说明钢渣的加入使得体系更加稳定，这与图2的结论一致。通过显著性分析可知：加碱和加钢渣组VFA/TA和PC/AC显著水平P值分别为0.15和0.26，2组的P值均大于0.05，表明2组VFA/TA和PC/AC变化差异不显著，这正好说明2体系恢复产气后能较快达到稳定状态。2.4恢复产气后沼渣、沼液利用
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢渣微粉对牛粪厌氧发酵产沼气的影响[J]. 张浩,杨刚,刘秀玉,宗志芳. 非金属矿. 2016(05)
[2]沼气厌氧发酵生物催化剂研究进展与展望[J]. 张仙梅,云斯宁,杜玉凤,杜婷婷,盖国胜,张万钦. 农业机械学报. 2015(05)
[3]温度对产甲烷菌代谢途径和优势菌群结构的影响[J]. 吴美容,张瑞,周俊,谢欣欣,雍晓雨,闫志英,葛明民,郑涛. 化工学报. 2014(05)
[4]高效液相色谱法同时测定生物质乳酸发酵液中有机酸及糖类化合物[J]. 马瑞,欧阳嘉,李鑫,连之娜,蔡聪. 色谱. 2012(01)
[5]厌氧反应器的酸化及其恢复研究进展[J]. 于雷,彭剑峰,宋永会,徐东耀. 工业水处理. 2011(08)
[6]NaCl和KCl盐度对厌氧污泥的驯化及对比产甲烷活性的影响[J]. 邹小玲,许柯,夏兴华,丁丽丽,任洪强. 中国沼气. 2009(03)
[7]Influence of temperature on performance of anaerobic digestion of municipal solid waste[J]. ZHANG Ji-shi1,2,*, SUN Ke-wei1, WU Man-chang2, ZHANG Lei1 (1. National Engineering Research Center of Solid Waste Resource Recovery, Kunmi ng 650033, China. 2. Faculty of Environmental Science and Engineering, Kunming U niversity of Science and Technology, Kunming 650093, China). Journal of Environmental Sciences. 2006(04)
[8]气相色谱法分析厌氧反应器中的挥发性脂肪酸（VFA）[J]. 刘艳玲,任南琪,刘敏,王爱杰,李建政,吴忆宁. 哈尔滨建筑大学学报. 2000(06)
[9]厌氧污泥的最大比产甲烷速率(Umax.CH4)的间歇试验测定法[J]. 吴唯民,胡纪华,顾夏声. 中国给水排水. 1985(04)
本文编号：3558124
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