秸秆厌氧发酵产沼气工艺中关键因子的研究

【摘要】： 我国有丰富的秸秆资源,通过秸秆厌氧发酵,不但可以避免秸秆焚烧保护环境,还可产生沼气这种可再生能源。本文对秸秆厌氧发酵体系中的四个重要因素:原料、接种物、接种量和金属离子进行了研究,为秸秆进一步利用打下基础。 (1)比较了不同原料的厌氧发酵产气效果,发现以棉花秸秆为原料产气效果最好。以棉花秸秆为原料进行厌氧发酵的平均日产气量、累积产气量和甲烷含量最高(分别为114ml、3663ml和58.2%),玉米秸秆的各项指标次之(111ml、3121ml和54.6%),水稻秸秆的各项指标最低(分别为91ml、2457ml和50.2%)。 (2)比较了不同接种物的产气效果。以猪粪与鱼塘污泥混合物作接种物时,平均日产气量、累积产气量和甲烷含量都为最高(分别为100ml、3309ml和54.7%),而单以鱼塘污泥为接种物时的各项指标次之(分别为99ml、2974ml和53.2%),猪粪为接种物时的各项指标最低(91ml、2456ml和52.5%),推断如上产气结果可能与混合接种物能够提供更丰富的菌群有关。 (3)比较了不同接种量对产气效果的影响。猪粪和污泥单独作接种物时,在60g/L接种量时产气效果最好,累积产气量分别为(10252ml、10518ml),以猪粪和污泥混合物做接种物时,接种量为45 g/L产气效果最好,累积产气量为14228ml。 (4)使用Plackett-Burman设计评估了不同金属离子添加对厌氧发酵产沼气的影响。发现金属离子对秸秆厌氧发酵产气有明显的促进作用。添加金属离子组的产气量平均为比对照组提高了41.7%。多种金属离子同时存在时,对秸秆厌氧发酵产气效果的影响程度最大的三种金属离子为,Co2+、Cu2+和Mg2+。 【关键词】：秸秆 厌氧发酵 接种物 金属离子 沼气
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 引言8-19
• 1.1 厌氧发酵的国内外研究进展8-12
• 1.1.1 通过厌氧发酵利用生物质产沼气的研究进展9
• 1.1.2 厌氧发酵产沼气的主要机理9-11
• 1.1.3 厌氧消化的三个过程11-12
• 1.2 生物质秸秆的性质12-13
• 1.3 生物质秸秆在利用中存在的问题13
• 1.4 厌氧发酵条件控制13-16
• 1.4.1 温度13-14
• 1.4.2 基料的营养组成与特性14-16
• 1.4.3 厌氧菌群对酸碱度的要求16
• 1.5 选题目的与意义16-17
• 1.6 本文的主要研究内容17-19
• 2 不同原料厌氧发酵产沼气效果的比较19-28
• 2.1 材料与方法19-22
• 2.1.1 材料19-21
• 2.1.2 方法21-22
• 2.2 结果与分析22-27
• 2.2.1 不同秸秆沼气厌氧发酵的产气分析22-24
• 2.2.2 不同原料之间厌氧发酵产气的比较24-26
• 2.2.3 发酵前后料液的成分变化26-27
• 2.3 小结27-28
• 3 不同接种物厌氧发酵产沼气效果的比较28-35
• 3.1 材料与方法28-29
• 3.1.1 材料28-29
• 3.1.2 方法29
• 3.2 结果与分析29-33
• 3.2.1 不同接种物厌氧发酵的产气分析29-31
• 3.2.2 不同接种物之间厌氧发酵产气效果的比较31-33
• 3.3 小结33-35
• 4 不同接种量厌氧发酵的产沼气效果的比较35-45
• 4.1 材料与方法35-38
• 4.1.1 材料35-36
• 4.1.2 方法36-38
• 4.2 结果与分析38-44
• 4.2.1 鱼塘污泥不同接种量下产沼气效果的比较38-40
• 4.2.2 猪粪不同接种量下产沼气效果的比较40-41
• 4.2.3 混合接种物不同接种量下产沼气效果的比较41-44
• 4.3 小结44-45
• 5 金属离子对秸秆类物质产沼气的影响45-51
• 5.1 材料与方法45-47
• 5.1.1 材料45-46
• 5.1.2 方法46-47
• 5.2 结果与分析47-49
• 5.2.1 加入金属离子溶液后，产气效果与未加金属离子空白组的比较47-49
• 5.2.2 PB 设计表分析金属离子对秸秆类物质产气效果的影响49
• 5.3 小结49-51
• 6 结论与展望51-53
• 6.1 结论51-52
• 6.2 特色与特点52
• 6.3 展望52-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 附录57

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