两段式CSTR快速启动及厌氧发酵特性研究

发布时间：2022-01-12 11:31

　　研究以玉米秸秆和牛粪为共发酵底物,以沼液作为接种微生物,在35℃下,干物质浓度为12%,C/N比为271时,研究新型两段式CSTR反应器快速启动及发酵效能。结果表明,pH和ORP可反映高干物质浓度下反应器启动情况。产酸相在运行48 d后,总挥发酸浓度达4 415 mg·L^-1,其中乙酸浓度达到最高,所占比例超过73.8%。产甲烷相可充分利用产酸相发酵液为营养源,实现快速启动并产气,最大沼气产量可达4 842 mL·d^-1,甲烷含量可达65%。 

【文章来源】：东北农业大学学报. 2019,50(01)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

产酸发酵过程挥发性脂肪酸含量随时间变化Fig.3VarietyofVFAsinacidogenicreactorduringtheanaerobicdigestionprocess运行时间（d）Runtime30000SCOD1020304050601200

东北农业大学学报第50卷最大值4842mL·d-1，容积产气率可达1076mL·d-1·L-1reactor，系统进入稳定高效产气时期，见图7。可知，启动期甲烷含量低于50%，原因是产气初期阶段产甲烷菌并非最优势菌种。其他微生物产生H2、CO2和H2S等占一定比例，但随系统稳定运行，甲烷含量快速提升至60%。图7产甲烷相不同时期日沼气产量和甲烷含量Fig.7Varietyofbiogasandmenthaneproductioninthemethanogenicreactor图6产甲烷相不同时期VS变化Fig.6VarietyofVSinmethanogenicreactorduringthedigestionprocess运行时间（d）Runtime3工程应用实例目前，中国北方沼气工程应用中利用牛粪为发酵底物作一体式厌氧发酵产沼气工艺仍存在问题，因此可尝试开发新型两段式厌氧发酵装置。在常规一体式厌氧发酵过程中，产甲烷细菌与产酸发酵细菌种群和数量相差较大，两大类微生物对环境要求差异性较大，一个池体维持协调和平衡较难，平衡失调对产甲烷菌活性影响较大，产气率下降，且易造成有机酸积累，发生“酸化”现象，工艺运行过程失效。黑龙江省海林农场一期采用一体式厌氧发酵产沼气工艺，该工艺启动初期采用单一牛粪作为发酵底物，序批式中温发酵，夏日启动周期42d。农场运行时间（d）RuntimeVS浓度（kg·m-3）VFAconcentrationVS去除率（%）RemovalrateofVS进料VSInputVS出料VSOutputVSVS去除率RemovalrateofVS4.03.53.02.52.01.51.00.50.01009080706050403020091827364554637281918273645546372810沼气日?

【参考文献】：
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本文编号：3584697