尾菜与牛粪混合厌氧消化工艺的研究

发布时间：2021-03-09 05:34

　　能源短缺已经成为当今世界面临的一个重要问题。开发利用可再生能源是解决化石燃料枯竭问题的重要途径之一。作为农业废弃物之一的尾菜是厌氧消化产沼气的良好底物,但尾菜发酵过程易酸化,发酵稳定性不高,极易失败。本研究以尾菜作为主要发酵对象,采用批次发酵试验,在分析其单独发酵结果的基础上,利用预处理的方法提高尾菜的甲烷产率,进而通过高通量测序对预处理前后微生物分析,探究不同混合比例对尾菜与牛粪混合厌氧消化产气效果的影响,在单因素基础上,通过响应面优化发酵过程中的参数,旨在寻尾菜混合发酵高效产气的工艺要点,同时提升尾菜厌氧消化过程稳定性,为解决尾菜污染问题提供理论和实践依据。主要的结果如下:（1）不同预处理均能提高反应系统的产甲烷能力,促进甲烷产生的顺序为超声波破碎>超声波清洗>碱液浸泡>沼液浸泡,超声波破碎的最佳预处理参数是超声波功率30%（额定功率450 W）。（2）通过对卷心菜和芹菜预处理菌液进行细菌微生物分析发现,卷心菜和芹菜的处理组与卷心菜和芹菜的对照组的微生物发生明显的变化,处理组的细菌微生物与预处理菌液中所含的细菌微生物相似,主要优势菌为Weissella、Clost... 

【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

发酵装置示意图

尾菜与牛粪混合厌氧发酵工艺的研究15图3-1(a)四种处理措施对卷心菜和芹菜厌氧消化pH的影响Fig.3-1(a)EffectsoffourtreatmentmethodsonpHvalueofcabbageandceleryanaerobicdigestion

结果分析16图3-1(b)四种处理措施对卷心菜和芹菜厌氧消化pH的影响Fig.3-1(b)EffectsoffourtreatmentmethodsonpHvalueofcabbageandceleryanaerobicdigestion3.2.2不同预处理对尾菜厌氧消化日产甲烷率的影响不同预处理对尾菜厌氧消化日产甲烷率的影响见图3-2，采用沼液浸泡、碱液浸泡、超声波清洗、超声波破碎4种预处理方法对卷心菜和芹菜进行预处理后，卷心菜的日产甲烷率与对照组相比，分别提高了96.9%、131.3%、82.4%、107.8%；芹菜的日产甲烷率较对照组提高了71.1%、41.7%、80.1%、96.5%。预处理组均可稳定和大幅度提高厌氧消化过程中日产甲烷率，这可能是因为尾菜经过预处理后，厌氧消化前期，微生物在尾菜中更容易与纤维素发生接触和反应，从而缩短产甲烷周期，提高了厌氧消化前期的产甲烷量[90]。从日产甲烷率看，碱液浸泡预处理卷心菜效果最好，最高日产甲烷率为42.6mLg-1TS，超声波破碎预处理芹菜效果最好，最高日产甲烷率为38.8mLg-1TS。


本文编号：3072339