木质生物炭对秸秆厌氧发酵性能的影响研究

发布时间：2023-12-09 08:42

　　厌氧发酵是有机废弃物处理的重要技术途径之一,但目前仍存在一些瓶颈问题,如利用厌氧发酵技术在高负荷条件下处理有机废弃物过程中,因厌氧发酵底物的理化性质与微生物的生理和代谢需求不匹配,中间代谢产物(氨氮、有机酸等)累积,影响微生物活性,导致底物降解缓慢、.沼气生产效率低,发酵稳定性不足等问题。近年来,生物炭被用于厌氧发酵研究,有效提高了厌氧发酵过程有机废弃物的处理效率和系统的产气能力。然而,目前对生物炭强化厌氧发酵技术的研究仍不够系统,技术还不够成熟。本研究以林业采伐剩余物为木质生物炭源,利用生物质连续炭化内加热热解装置制备生物炭。同时采用元素分析仪、比表面及孔径分析仪、扫描电镜、气相色谱、化学分析仪、电感耦合等离子体(ICP)分析仪等先进仪器,表征生物炭及其理化特性。以玉米秸秆作为厌氧发酵底物,利用AMPTS全自动甲烷潜力测试系统和连续式厌氧发酵平台等,通过控制生物炭的种类、粒径、灰分含量和添加剂量等关键因素,进行生物炭强化序批式厌氧发酵和高负荷条件下的连续式厌氧发酵研究。通过分析生物气成分、产量,系统氨氮、有机酸含量,以及微生物群落特征、微生物与各种环境参数的关系等,全面揭示生物炭对厌...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 厌氧发酵技术国内外研究现状
    1.3 生物炭强化厌氧发酵研究进展
        1.3.1 生物炭特性
        1.3.2 生物炭在厌氧发酵中的应用
    1.4 课题研究目的及主要研究内容
        1.4.1 研究目的及意义
        1.4.2 主要研究内容
    1.5 研究技术路线
2 实验材料与方法
    2.1 实验原料与仪器设备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验设计与方法
        2.2.1 实验设计
        2.2.2 分析方法
    2.3 本章小结
3 木质生物炭理化特性研究
    3.1 木质生物炭的化学组成
    3.2 木质生物炭的微观结构
    3.3 木质生物炭的吸附特性
        3.3.1 木质生物炭的氨氮吸附动力学分析
        3.3.2 杨木生物炭的氨氮吸附影响因素分析
    3.4 本章小结
4 木质生物炭对批式厌氧发酵产甲烷特性的影响研究
    4.1 不同类型木质生物炭对产甲烷性能的影响
    4.2 杨木生物炭粒径对产甲烷性能的影响
    4.3 杨木生物炭灰分含量对产甲烷性能的影响
    4.4 木质生物炭对厌氧发酵产甲烷系统性能影响的分析与评价
    4.5 本章小结
5 杨木生物炭对高负荷连续式厌氧发酵特性的影响研究
    5.1 杨木生物炭对厌氧发酵体系产气的影响
        5.1.1 CO₂和CH₄浓度的变化
        5.1.2 容积产气率的变化
    5.2 杨木生物炭对厌氧发酵体系稳定性的影响
        5.2.1 pH值与氧化还原电位的变化
        5.2.2 挥发性脂肪酸、NH₃-N和总有机碳含量的变化
        5.2.3 CO₂和CH₄含量随挥发性脂肪酸、NH3-N浓度和生物炭用量的变化
    5.3 杨木生物炭添加系统微生物群落特性及其与多种环境参数之间的关系
        5.3.1 微生物群落特性
        5.3.2 微生物群落与多种环境参数之间的关系
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3871222