木薯酒精的能源梯级利用工艺研究

发布时间：2020-11-18 15:02

　　 木薯是一种良好的乙醇发酵原料,在经过了乙醇发酵后,其剩余副产物可利用沼气厌氧消化技术进行处理,之后剩余沼肥进行还田处理,以上过程中木薯酒精所含有的能量经过了逐级利用,产生的乙醇和沼气均为可再生清洁能源,乙醇可作为汽油添加剂用于替代部分汽油,乙醇制备过程中的能耗可由沼气提供,沼肥可替代化肥作为还田能源,可以促进农作物的生长,同时减少化肥对土壤的危害,使所有环节中产生的副产物能合理高效的利用,体现出木薯酒精的能源梯级利用方式。本文以木薯为原料,首先进行了乙醇发酵制备实验,采用传统双酶法,发酵温度为30℃,发酵时间为12d,发酵结束后用燃料乙醇实验室定制的中试设备进行蒸馏提取酒精,最终得到1.6~1.7L酒精度为47.5%的酒精蒸馏液,平均出酒率为39.18%;其次,将乙醇制备实验过程中所产生的酒精废醪液进行固液分离,得到相应的木薯酒精废水和废渣。酒精废水采用UASB高效厌氧反应器进行处理,实验过程中保持固定的HRT,逐渐提升进水COD浓度,所产生的气体中甲烷含量最高可达到75.4601%,平均甲烷含量为60.08%。酒精废渣采用批量式厌氧沼气发酵方法进行处理,分别在室温(20℃)条件下和中温37℃条件下进行试验,实验结果表明,木薯酒精废渣是一种良好的产沼气原料,在中温37℃条件下处理效果更好;最后,对经过沼气厌氧消化后的剩余物进行沼肥化处理,将沼肥与化肥分别施加到白菜作物生长的土壤中,并定时监测土壤N、P、K的变化、作物生长过程中的动态变化和作物生长结束后的品质,结果表明,沼肥能有效增加土壤肥效,对作物生长过程中的影响效果优于化肥,可进行沼肥还田处理。
【学位单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S216.4
【部分图文】：

第3章UASB厌氧反应器处理木薯酒精废水实验24的反应器，反应器高径比为5:1，高为41cm,直径为8cm。进料口和排泥口位于反应器底部，取样口位于反应器中部，反应器外部采用PVC软管进行包裹，通过软管中具有设定温度的循环水进行保温，确保反应器处于一个恒温环境中，采用温控仪控制循环水温（温控仪精度±1℃），实验装置如图3.1所示。图3.1UASB厌氧反应器示意图Figure3.1SchematicdiagramofUASBanaerobicreactor3.1.3实验设计木薯酒精废液含有大量的有机物，可为厌氧沼气发酵过程提供一个良好的营养环境，实验在恒温条件下进行，实验开始前进行检漏工作，活性污泥的加入量为反应器有效供给的的三分之一，实验中采用固定的HRT，HRT为3.8d，反应器运行100天左右，有效运行时间为80天。采取连续进水方式，用蠕动泵缓慢地将酒精废液抽入UASB反应器中，UASB采用恒温方式，在反应器外层包裹一层软管，软管另外一端连接恒温37℃的水源和一个抽水泵，旨在使反应器处于一个恒温条件中，有利于微生物的生长和活动。实验初期采用低浓度进水，由于前期实验未开始前一直不定期的向反应器中进酒精废液，有一定的前期基础，微生物成功渡过了初期阶段的培养和生长，可适当提高初始进水浓度，原始废液浓度较高，不利于微生物前期生长，故把木薯
【参考文献】

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本文编号：2888850