汽爆秸秆两相法厌氧发酵试验研究

发布时间：2024-05-13 21:09

　　在化石能源日渐匮乏、能源形势日益紧张的今天，人类寻找替代或辅助能源并提高能源利用效率的要求显得愈加迫切。目前我国农作物秸秆资源总量丰富但利用水平较低，如能将其用于沼气发酵，不仅能解决当前因焚烧秸秆、滥用化肥而造成的环境污染，也能缓解能源紧张给社会带来的压力。同时，由于秸秆中木质素、纤维素、半纤维素相互缠绕，不利于发酵，需对其进行预处理。汽爆破预处理已经被广大学者证明是一种有效的秸秆预处理方法，但秸秆汽爆预处理后用于厌氧发酵产沼气特性的研究并不多见。 本文是在农业部“引进国际先进农业科学技术”项目：秸秆厌氧发酵技术引进、消化与创新（编号2010-s25,2011-s15）的资金扶持下进行。 本文对玉米秸秆进行了蒸汽爆破预处理并进行两相厌氧发酵试验，并与单相厌氧发酵试验的结果进行对比，选取了不同原料浓度，对产酸相的pH值、挥发性脂肪酸（VFAs）值的变化特性和其对厌氧发酵的影响进行了分析。并进行了两相厌氧发酵工艺条件的研究，得到了产酸阶段和产甲烷阶段的最适工艺参数。研究得出的主要研究结论如下： （1）对比不同消化液TS浓度对厌氧反应的影响发现，较高浓度的TS，料液pH值下降速度较快，并长时...

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 秸秆利用现状
        1.2.1 秸秆的产生和性质
        1.2.2 秸秆的利用方式
    1.3 厌氧消化工艺原理
        1.3.1 厌氧消化的基本原理
        1.3.2 厌氧消化的影响因素
        1.3.3 厌氧消化的三种阶段理论
        1.3.4 厌氧消化的中间产物抑制机理
    1.4 两相厌氧消化理论
        1.4.1 两相厌氧发酵的基本理论
        1.4.2 两相厌氧消化的特点
        1.4.3 两相厌氧消化相分离方式
        1.4.4 两相厌氧消化的国内外研究现状
    1.5 玉米秸秆的结构分析
    1.6 研究内容的提出
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
2 试验材料与试验方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验仪器与设备
    2.3 分析方法
        2.3.1 TS、VS 的测定
        2.3.2 含氮量测定
        2.3.3 含碳量测定
        2.3.4 甲烷和二氧化碳的测定
        2.3.5 VFAs 测定
        2.3.6 pH 值测定
        2.3.7 产气量测定
    2.4 试验方法
        2.4.1 玉米秸秆汽爆预处理方法
        2.4.2 低固体（湿式）浓度厌氧发酵方案
        2.4.3 试验方案设计
3 汽爆玉米秸秆厌氧发酵试验研究
    3.1 汽爆玉米秸秆在不同 TS 下的发酵效果
        3.1.1 汽爆玉米秸秆在不同 TS 下的发酵
        3.1.2 汽爆玉米秸秆在不同 TS 下的产气效果
        3.1.3 小结
    3.2 低浓度发酵在不同温度下的产酸相的发酵效果
        3.2.1 低浓度发酵在不同温度下的产酸相的发酵
        3.2.2 小结
    3.3 汽爆玉米秸秆厌氧发酵试验研究小结
4 汽爆玉米秸秆两相法厌氧发酵试验研究
    4.1 发酵周期中 pH 值的变化
    4.2 发酵周期里产气情况和产气中甲烷含量的变化
        4.2.1 产气情况
        4.2.2 产气中甲烷含量的变化
    4.3 VFAs 的降解
        4.3.1 总 VFAs 的变化
        4.3.2 各组分 VFAs 的变化
    4.4 两相与单相厌氧反应器运行效果比较研究
        4.4.1 pH 变化
        4.4.2 挥发酸浓度变化
        4.4.3 有机物去除率
        4.4.4 产气量和气体成分
        4.4.5 单相和两相反应器产甲烷潜力分析
    4.5 小结
5 结论与建议
    5.1 试验结论
    5.2 试验建议
参考文献
硕士期间发表论文
Abstract



本文编号：3972719