中温和高温环境下乙酸和丙酸厌氧发酵产甲烷动力学特征

发布时间：2022-01-07 04:52

　　采用不同浓度的乙酸和丙酸在中高温下进行厌氧发酵批次试验,采用修正的Gompertz模型和产甲烷的一级动力学模型分析,研究酸浓度和温度对发酵产气动力学的影响。研究表明,当乙酸和丙酸浓度较低时降解较快,高浓度酸抑制产气。乙酸在中温条件下降解较快,质量浓度为5 000 mg/L时中温反应有最大产甲烷速率101 mL/d;质量浓度为10 000mg/L时高温条件下有最大产甲烷速率77mL/d,随酸浓度增加,最大产甲烷速率减小,高温反应器对酸的耐受度较高。丙酸在高温条件下更易降解,浓度为4 000 mg/L时,中高温反应均有最大产气速率:78 mL/d（中温）和96 mL/d（高温）。另外,高浓度乙酸和丙酸厌氧降解产气具有滞后性,且随酸浓度的增加滞后期延长,降解过程受到抑制,一级动力学常数减小。温度对厌氧降解的影响大于酸浓度对厌氧降解的影响。 

【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】：

丙酸浓度对厌氧发酵累积甲烷产量的影响Fig.3Effectofpropionateconcentrationonaccumulatedmethane

10.50.9916397919.90.99612.2.2丙酸降解的一级动力学特征高温条件下，也是在丙酸质量浓度为4000mg/L时有最大产甲烷速率96mL/d，丙酸质量浓度过高或过低都会影响丙酸的降解速率。由此说明，质量浓度4000mg/L是丙酸厌氧发酵反应的最佳浓度，丙酸浓度过低则不够微生物利用，过高则抑制微生物的生长代谢。中温条件下产气迟滞期受丙酸质量浓度的影响较大，在丙酸质量浓度从500增加到4000mg/L时，迟滞期增加了1倍，而高温只增加了0.5倍，可见丙酸的高温降解受丙酸浓度的影响要小于中温降解。图4是中高温下不同质量浓度丙酸降解的一级动力学模型。图4丙酸浓度对中高温厌氧发酵一级动力学的影响Fig.4Effectofpropionateconcentrationonfirstorderkineticsofanaerobicdigestionundermesophilicandthermophilicconditions

【参考文献】：
期刊论文
[1]鸡粪中高温厌氧甲烷发酵产气潜能与动力学特性[J]. 乔玮,毕少杰,尹冬敏,姜萌萌,Dalal E.Algapani,董仁杰.  中国环境科学. 2018(01)
[2]互营乙酸氧化菌研究进展[J]. 吴伟,郑珍珍,麻婷婷,承磊,张辉.  中国沼气. 2016(02)
[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]应用Modified Gompertz模型对城市生活垃圾沼气发酵的拟合研究[J]. 李建昌,孙可伟,何娟,吴勇生.  环境科学. 2011(06)

博士论文
[1]微量元素添加对餐厨垃圾和鸡粪厌氧消化性能的调控研究[D]. 张万钦.中国农业大学 2016

硕士论文
[1]城镇有机垃圾厌氧发酵中有机酸及氨氮抑制效应研究[D]. 周晓臣.重庆大学 2006



本文编号：3573855