紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵的研究

【摘要】： 本研究对产氢发酵和产甲烷发酵机理及规律作了深入地研究,提出了产氢产甲烷联合发酵的理念,找到了实现产氢产甲烷联合发酵的既有效又简便的方法,并以外来入侵物种——紫茎泽兰为研究对象,成功实现了产氢产甲烷联合发酵。具体总结如下： (1)确立了紫茎泽兰产氢发酵的条件及产氢终点的判断方法 紫茎泽兰产氢发酵的启动阶段pH值保持在5.0左右,有利于快速、高效地启动产氢发酵；为了实现持续产氢,应调节pH值,使其保持在4.7-5.5的范围内；试验组与对照组产气趋势趋于一致时即为产氢发酵的终点。 (2)紫茎泽兰产氢发酵工艺优化 确立紫茎泽兰的产氢发酵的较优发酵料液浓度为6%,较优发酵温度为35℃。 (3)紫茎泽兰产甲烷发酵工艺优化 确立紫茎泽兰的产甲烷发酵的较优发酵料液浓度为6%,较优发酵温度为35℃。 (4)确立了实现紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵的简单、有效的方法 产氢发酵与产甲烷发酵适宜的pH值条件是不一样的,紫茎泽兰产氢发酵的适宜pH值为4.7-5.5,而产甲烷发酵的适宜pH值为6.5-7.5。通过调节体系的pH值,体系将处于不同的发酵类型中,使人们可以根据意愿可控地进行产氢发酵或是产甲烷发酵。 (5)紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵规律的研究 紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵具有比紫茎泽兰沼气发酵更高的能源利用效率。紫茎泽兰先产氢后产甲烷发酵：原料TS产氢率和VS产氢率分别为54.29L/kg和70.40L/kg,TS产甲烷率和VS产甲烷率分别为138.89L/kg和180.12L/kg,总能效为32.95%；紫茎泽兰先产甲烷后产氢发酵：原料TS产氢率和VS产氢率分别为16.09L/kg和20.18L/kg,原料TS产甲烷率和VS产甲烷率分别为102.63L/kg和128.72L/kg,总能效为20.05%。 紫茎泽兰产甲烷发酵前先进行产氢发酵可提高原料的降解率,大大缩短了产甲烷发酵的周期,提高产甲烷速率和产甲烷量；产氢发酵前先进行产甲烷发酵,可提高产氢发酵的速率,但产氢量减少,产氢时间缩短。 (6)针对如何实现产氢产甲烷联合发酵的持续性和高效性问题,提出了合理的建议。 【关键词】：紫茎泽兰 产氢发酵 产甲烷发酵 产氢产甲烷联合发酵 能源利用效率
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-28
• 1.1 引言9
• 1.2 发展生物质产氢产甲烷联合发酵的研究意义9-20
• 1.2.1 发展生物质发酵制氢的研究意义9-12
• 1.2.2 发展生物质产氢产甲烷联合发酵的研究意义12-20
• 1.3 紫茎泽兰的研究现状20-24
• 1.3.1 紫茎泽兰的危害20-21
• 1.3.2 紫茎泽兰的防治21-22
• 1.3.3 紫茎泽兰的利用22-24
• 1.4 本研究的意义和主要内容24-27
• 1.4.1 本研究的意义24-26
• 1.4.2 本研究的主要内容26-27
• 1.5 研究方案及流程设计27-28
• 2 紫茎泽兰产氢发酵的研究28-44
• 2.1 紫茎泽兰产氢发酵的可行性探讨28-32
• 2.1.1 紫茎泽兰产氢发酵条件的确立28-31
• 2.1.2 小结31-32
• 2.2 不同发酵料液浓度对紫茎泽兰产氢发酵影响的试验研究32-38
• 2.2.1 材料与方法32-35
• 2.2.2 结果与分析35-38
• 2.2.3 小结38
• 2.3 温度对紫茎泽兰产氢发酵影响的试验研究38-43
• 2.3.1 材料与方法39-40
• 2.3.2 结果与分析40-43
• 2.3.3 小结43
• 2.4 结论43-44
• 3 紫茎泽兰产甲烷发酵的研究44-64
• 3.1 不同发酵料液浓度对紫茎泽兰产甲烷发酵影响的试验研究44-48
• 3.1.1 材料和方法44-45
• 3.1.2 结果与分析45-47
• 3.1.3 小结47-48
• 3.2 温度对紫茎泽兰产甲烷发酵影响的试验研究48-51
• 3.2.1 材料与方法48
• 3.2.2 结果与分析48-50
• 3.2.3 小结50-51
• 3.3 不同浓度碱液预处理对紫茎泽兰产甲烷发酵影响的试验研究51-59
• 3.3.1 材料与方法51-54
• 3.3.2 结果与分析54-59
• 3.3.3 小结59
• 3.4 紫茎泽兰产甲烷连续发酵的试验研究59-63
• 3.4.1 材料与方法60-61
• 3.4.2 结果与分析61-63
• 3.4.3 小结63
• 3.5 结论63-64
• 4 紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵的研究64-78
• 4.1 紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵的可行性分析64-66
• 4.1.1 紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵条件的确立64-65
• 4.1.2 小结65-66
• 4.2 紫茎泽兰先产氢后产甲烷发酵的试验研究66-69
• 4.2.1 材料与方法66-67
• 4.2.2 结果与分析67-69
• 4.3 紫茎泽兰先产甲烷后产氢发酵的试验研究69-72
• 4.3.1 材料与方法69-70
• 4.3.2 结果与分析70-72
• 4.4 紫茎泽兰产氢产甲烷联合发酵综合评价72-76
• 4.4.1 产氢发酵原料降解率分析72-73
• 4.4.2 产甲烷发酵原料降解率分析73
• 4.4.3 产氢产甲烷联合发酵产氢速率分析73-74
• 4.4.4 产氢产甲烷联合发酵产甲烷速率分析74-75
• 4.4.5 能源利用效率分析75-76
• 4.5 结论76-78
• 5 结论与展望78-82
• 5.1 结论78-80
• 5.2 展望80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-88
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果88
• 论文发表情况88
• 参加完成及在研课题88
• 获奖情况88

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