农村沼气发酵及其残余物的主要化学成分评价

【摘要】： 农村沼气建设项目对建设社会主义新农村、提高农民生活质量、改善农村生产、优化农村能源结构、保护农村生态环境，必将起到积极的推动作用。沼气发酵的工艺参数对沼气产气量影响很大，采用合适的发酵工艺参数是高效生产沼气的关键。另外，沼液和沼渣是一种优质的有机肥料，能显著改善土壤生态系统和结构，增加土壤肥力，有效调节土壤中的水、肥、气、热，促进土壤生态环境良性循环。 本试验模拟农村水压式沼气池的工作原理，通过自制沼气发酵装置，从实际需要出发，研究了不同粪草比、接种物的接种量、堆沤处理方式这3个影响沼气发酵的重要因素对产气效果的影响。另外，通过综合工艺试验，得到了堆沤处理方式、不同粪草比、不同原料配比和接种物的接种量4个因素的最佳组合。 通过设置4个不同粪草比处理，研究粪草比对产气效果的影响。结果表明，在碳氮比不定的情况下，原料的总固体浓度为8％、pH值介于6.8～7.4、接种沼气池污泥量为原料干物质重量的20％、发酵周期为30d时，纯猪粪的效果最好，其在总产气量、日均产气量、池容产气率、料容产气率和原料产气率分别达到了88851.84mL、2961.73mL、0.4527m~3／m~3·d、0.5328m~3／m~3·d和0.1999m~3／kg·TS，比粪草比为2：1的处理有很大提高，分别提高了41.61％、41.61％、41.56％、41.63％和41.67％。 在碳氮比一定的情况下设置3个不同粪草比处理，研究其对产气效果的影响。结果表明，在碳氮比一定的情况下，原料的总固体浓度为8％、pH值介于6.8～7.4、接种沼气池污泥量为原料干物质重量的20％、发酵周期为30d时，碳氮比为2：1的处理效果最好，其在总产气量、日均产气量、池容产气率、料容产气率和原料产气率分别达到了56662.28mL、1888.74 mL、0.2888m~3／m~3·d、0.3398m~3／m~3·d和0.1274m~3／kg·TS，比粪草比为3：1的处理有很大提高，分别提高了30.29％、30.29％、30.27％、30.29％和30.27％。 通过对沼气池污泥的接种量设置不同的梯度，研究接种量对产气效果的影响。试验的其它条件为：原料总固体浓度为8％、换料时间间隔为7d、pH值在6.8～7.4之间、发酵周期为30d，沼气池污泥的接种量分别为10％、20％和30％。结果表明，在本试验的试验条件下，对发酵原料接种30％的沼气池污泥效果最好，其沼气的总产气量、日均产气量、池容产气率、料容产气率和原料产气率分别达到了37873.60mL、1262.45 mL、0.1930 m~3／m~3·d、0.2271m~3／m~3·d、0.0852m~3／kg·TS，比接种20％和10％的沼气池污泥的处理的总产气量分别提高了44.81％和174.49％，池容产气率提高了44.81％和174.49％，料容产气率提高了44.79％和174.54％，原料产气率分别提高了44.90％和174.84％。 不同的堆沤方式也影响沼气发酵的效率。本试验在发酵原料总固体浓度为8％、换料时间间隔为7d，pH值在6.8～7.4之间、发酵周期为30d时，对原料分别采用池外堆沤，池内堆沤和不堆沤三种处理方式。结果表明，池内堆沤处理方式的效果最佳，其沼气的总产气量、日均产气量、池容产气率、料容产气率和原料产气率分别达到了56662.28mL、1888.24mL、0.2887m~3／m~3·d、0.3397 m~3／m~3·d和0.1274 m~3／kg·TS，比不堆沤的处理提高31.63％、31.63％、31.11％、31.11％和31.20％。 另外，本论文还进行了包括发酵原料的堆沤处理、接种物的接种量、粪草比及原料配比这4个对农村家刚沼气发酵影响较大的因子的综合工艺试验，每个因子设置3个水平：堆沤处理方式包括池外堆沤处理、池内堆沤处理和不堆沤，粪草比为2：1、2.5：1和3：1，原料配比为猪粪+稻草、猪粪+玉米秸秆和猪粪+青草，接种物的接种量为10％、20％和30％，采用L_9(3~4)正交设计，原料总固体浓度为8％，料液pH值为6.8～7.4之间，发酵周期为30d。结果表明，本试验中的4个因子对沼气产量的影响火小依次为：原料配比＞粪草比＞接种物的接种量＞堆沤方式。得出最佳理论组合是：不堆沤、接种量为30％、粪草比3：1、鲜猪粪+青草，实际最佳组合是：池内堆沤、接种量为30％、粪草比3：1、鲜猪粪+青草。在生产实践中可根据具体的发酵条件和要求来选择应用哪种组合。 此外，本实验通过在沙坪坝区、合川区、涪陵区采集的11个户用沼气发酵残液和沼气残渣样本，对其进行营养性能分析和安全性能分析发现，沼液和沼渣除了含有丰富的有机质外，还含有氮、磷、钾、、钠、钙、铜、铁、镁、锰和锌等微量元素，对促进作物生长，提高农产品质量起着重要作用。 论文最后指出，发酵原料的堆沤时间也是影响沼气发酵的重要因子，建议在以后的试验中对此条件进行进一步的筛选；并且建议采用多种评价方法对沼气发酵残余物进行主要化学成分评价。 【关键词】：沼气发酵 工艺参数 禽畜粪便 秸秆 沼肥
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 第1章 文献综述12-19
• 1.1 沼气在新农村建设中的作用12-15
• 1.1.1 能源效益12-13
• 1.1.2 环境效益13
• 1.1.3 经济效益13-14
• 1.1.4 社会效益14
• 1.1.5 生态效益14
• 1.1.6 卫生效益14-15
• 1.2 沼气农用的环境风险15
• 1.3 我国户用沼气发酵的现状15-19
• 1.3.1 户用沼气发酵发展的阶段16
• 1.3.2 户用沼气发酵存在的问题16-19
• 第2章 引言19-21
• 2.1 研究目的与意义19
• 2.2 主要研究内容19-20
• 2.2.1 不同粪草比对沼气发酵的影响19
• 2.2.2 接种量对沼气发酵的影响19-20
• 2.2.3 堆沤方式对沼气发酵的影响20
• 2.2.4 沼气发酵综合工艺条件的优选20
• 2.2.5 沼气发酵残液的主要化学成分评价20
• 2.2.6 沼气发酵残渣的主要化学成分评价20
• 2.3 研究技术路线20-21
• 第3章 材料与方法21-28
• 3.1 沼气发酵试验21-26
• 3.1.1 试验材料21
• 3.1.2 试验装置21-22
• 3.1.3 试验设计与方法22-25
• 3.1.4 测试分析方法25-26
• 3.2 沼气发酵残余物调查与评价26-28
• 3.2.1 样品采集26
• 3.2.2 监测分析指标与方法26-27
• 3.2.3 评价标准:农田灌溉水质标准、农用污泥中污染物控制标准等27
• 3.2.4 评价方法27-28
• 第4章 结果与讨论28-48
• 4.1 发酵原料不同粪草比对沼气发酵的影响28-34
• 4.1.1 碳氮比不定条件下粪草比对产气量的影响28-31
• 4.1.2 碳氮比一定条件下粪草比对产气量的影响31-34
• 4.1.3 碳氮比一定，不同粪草比对原料有机质利用率的影响34
• 4.2 堆沤方式对沼气发酵的影响34-38
• 4.2.1 堆沤方式对产气量的影响35-38
• 4.2.2 原料预处理方式对原料有机质利用的影响38
• 4.3 接种量对沼气发酵的影响38-41
• 4.3.1 接种量对产气量的影响38-40
• 4.3.2 接种量对原料有机质利用率的影响40-41
• 4.4 沼气发酵工艺条件的优选41-44
• 4.4.1 理论最优条件与实际最优条件的比较42-44
• 4.4.2 影响沼气发酵的因子作用排序44
• 4.5 沼气发酵残液的主要化学成分评价44-46
• 4.5.1 沼气发酵残液的营养性能评价44-45
• 4.5.2 沼气发酵残液的安全性能评价45-46
• 4.6 沼气发酵残渣的主要化学成分评价46-48
• 4.6.1 沼气发酵残渣的营养性能评价46-47
• 4.6.2 沼气发酵残渣的安全性能评价47-48
• 第5章 结论与建议48-49
• 5.1 研究结论48
• 5.2 存在的不足与建议48-49
• 参考文献49-53
• 附录53-54
• 致谢54-55
• 发表论文及参加课题一览表55

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

牛场沼液对几种蔬菜病原菌抑制作用的研究    尚斌;陶秀萍;陈永杏;董红敏;黄宏坤;

沼气工程残余物资源化利用研究    史玉红;刘宏新;

沼渣物理特性及沼渣纤维化学成分测定与分析    刘丽雪;陈海涛;韩永俊;

牛粪发酵沼液对立枯丝核菌的抑制作用    李文涛;范金霞;李文哲;袁虎;

猪场沼液对蔬菜病原菌的抑制作用    尚斌;陈永杏;陶秀萍;董红敏;黄宏坤;

农村户用沼气发酵主要工艺参数的优选研究    张馨蔚;刘建敏;谢涛;杨志敏;陈玉成;

草垛自燃原因的新见解    彭飞;

沼渣物理特性的试验研究    刘丽雪;陈海涛;韩永俊;李皓;袁巧时;

水葫芦干式厌氧发酵制沼气实验研究    陶亮

沼气发酵剩余物对萝卜生长特性、品质及土壤性状的影响    巨鹏

沼液还田对植物及其水土环境的影响研究    张馨蔚

沼肥在水稻生产中的应用研究    何顺民,吴礼友,叶北朝,蒋尚云

果树施用沼肥技术    丁保文

沼气发酵处理城市生活垃圾试验    蒋楠

沼肥种菜好    邓立平;

厌氧发酵技术工厂化生产沼气的现状及展望    孙孝政,夏吉庆,田晓峰

利用沼液进行无土栽培生产无公害蔬菜    包武,卢济事,包巍,林代炎

中国西部发展农村沼气的条件与对策研究    邱凌,杨改河,毕于运

沼肥对早熟蜜柑土壤肥力及产量品质的影响    陶世洪

我国农村能源问题研究    曾晶,张卫兵

对当前几个沼气技术问题的探讨    方仁声

环境温度影响沼气发酵装置平稳产气因素分析    田晓东;强健;张典;孙明;陆军;

发展沼气对促进土壤生态环境的研究与应用    赵恒斗;

济南农村生活能源消费结构研究    吴良;曾强能;李文赞;孙姝娟;黄彪;王仁卿;郭卫华;

发展沼气能源 建设生态新农村    黄蓓;

西秀区农村沼气建设推广中的现状、问题及策略分析    王灵骄;陈怀红;颜学祥;

沼肥研究与开发前景    邹长明;刘正;余海兵;汪建飞;

农业废弃物资源化综合利用途径探讨    胡明秀

沼液生产无公害莴笋试验研究    杨鸿雁

沼液在西瓜和甜玉米设施栽培中的效果初探    尹一萌;赵洪;李锡汀;

沼肥在农业生产中的应用    张亚莉;董仁杰;刘玉青;

有机固体废弃物厌氧发酵处理的研究进展    左秀锦;巩潇;曹建明;苏荣梅;王永波;

沼肥与复合肥在草莓上的应用对比试验    潘欢涛;

沿巢湖地区沼气能源规模化生产利用模式的探讨及生态效益分析    张庆国;杨书运;吴朝;李鉴清;朱雅莉;

沼气与重庆农业可持续发展    李俊;

丘陵山区太阳能利用现状和发展趋势    王海军;祝诗平;

沼气研究和利用的现状与发展趋势    赵新波;祝诗平;

从“点”“线”式建设走向“三角”型建设——在沼气事业中树立和落实科学发展观    尚孟坤;

牛粪沼气发酵过程中产甲烷菌群落结构的RFLP分析    何健;汪婷;梅琴;李顺鹏;

猪场沼气工程沼渣、沼液的利用    董保成;路旭;马庆华;

浅谈社会主义新农村建设中的农业秸秆综合利用技术    袁梅;

秸秆综合利用技术进展研究    杨铁军;曹巨辉;汪宏涛;薛明;夏亮;胡柏;

试论农业生物质能开发利用的发展战略与技术对策    翁伯琦;王义祥;应朝阳;黄毅斌;

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

中国农村户用沼气区域适宜性与可持续性研究    陈豫

沼气高效厌氧发酵的条件及产气效应研究    楚莉莉

土壤微生物群落结构及动态随水稻品种和生育期的变化及其农田温室气体释放意义    Qaiser Hussain

猪场废水厌氧氨氧化反硝化甲烷化复合工艺特征分析及应用研究    顾平

有机无机肥配施对土壤微生物与养分动态及作物生长的影响研究    张玉平

生物预处理玉米秸秆厌氧干发酵特性及沼渣基质利用的研究    赵玲

我国中部地区农业产业结构演进及调整优化方向研究    袁璋

泔脚废物厌氧两相发酵工艺及其矿化垃圾协同生物产氢过程研究    钱小青

畜禽养殖污染防治的沼气技术采纳行为及绿色补贴政策研究    彭新宇

塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟    张战锋

湖北省农村沼气产业化发展模式与对策研究    刘莹玉

已建池农户沼气消费偏好的影响因素分析    王维薇

沼液作为生菜、柑橘叶面肥的试验研究    袁怡

沼渣利用下温室番茄及土壤环境对水氮耦合的响应    谢景欢

叶面喷施沼液及KH_2PO_4对设施油桃光合特性及果实品质的影响    王晨冰

我国生物质能源立法研究    闫献伟

河北省围场县农村沼气推广应用研究    赵增伟

凌源市农村沼气能源发展研究    张鑫

农村户用沼气发展机制分析    罗雨国

矿质营养对光合作用影响的研究进展    徐济春;林钊沐;罗微;茶正早;林清火;

沼液不同施用量对水稻产量及土壤环境的影响    陆新苗;王卫平;魏章焕;陈晓旸;朱凤香;洪春来;薛智勇;

大中型沼气工程工艺流程·发酵原料及其产物测试分析    郝元元;刘荣厚;

沼肥对生菜中重金属含量的影响    艾天;刘庆玉;李金洋;陈道华;任乐;

施用沼气发酵残余物对土壤理化性质的影响    王远远;沈飞;刘荣厚;武丽娟;

农村沼气主要成分简易快速测定方法    赵洪;邓功成;高礼安;李静;马媛;李永波;俸才军;张林;杨世凯;黎娇凌;

滇池水葫芦对铅和镉的富集形态模拟研究    黄星炫;张皓东;谢刚;文清;牛快快;凡冬艳;韩伟;

几种沼液复配农药对小麦雪霉叶枯病菌的抑制效果研究    管莉菠;虞方伯;罗锡平;张妙仙;单胜道;

施用沼液对无土栽培小白菜产量及品质的影响    黄栋栋;王俞薇;王建波;陈魁;张进;

厌氧消化残留液中游离氨基酸含量的测定    孟庆国，张铁垣

沼气发酵剩余物对萝卜生长特性的影响    巨鹏;邱凌;

生物预处理玉米秸秆厌氧干发酵特性及沼渣基质利用的研究    赵玲

流域水葫芦控制与利用生态工程研究    陈彬

紫色土稻田磷素迁移流失及环境影响研究    李学平

稻田生态系统消解沼液的潜力及风险评估    史一鸣

厌氧发酵液的抗病防虫机理及其应用技术研究    李正华

利用畜禽粪便为原料生产优质厌氧发酵液工艺条件的研究    姚燕

畜禽粪便厌氧发酵液产品的开发及其防虫特性试验研究    李改莲

沼气发酵生态系统与残留物综合利用技术研究    王金花

辅热集箱式沼气工程化技术研究    范振山

沼液灌溉对蔬菜产量和品质以及土壤质量影响的研究    孙广辉

农村家用沼气发酵工艺参数的优选研究    刘建敏

沼气发酵液对烟草赤星菌的抑制及其机理研究    陈丽琼

有机无机肥配施对夏玉米产量和土壤环境的影响    王志勇

沼液农田消解利用技术及其土壤环境效应研究    王月霞

户用沼液泵水力设计及性能预测    刘在伦;沈文金;胡家旺;何睿;王庆方;

沼液珍珠养殖高值资源化利用    单胜道;王志荣;宋成芳;

75%肟菌酯·戊唑醇水分散粒剂防治黄瓜炭疽病药效试验    郭世保;陈俊华;史洪中;胡孔峰;熊建伟;

喷施沼液对芸豆产量和重金属含量的影响    夏春龙;张洲;张雨;陈景文;蔡喜运;

沼液漫灌对设施土壤连作障碍因子的影响    张昌爱;张玉凤;林海涛;沈玉文;杨力;杨果;王江涛;

制取可降解纤维地膜的秸秆纤维特性研究    李丽霞;陈海涛;周成;黄振华;房欣;

基于马铃薯需磷量确定沼液适宜施用量的试验研究    易贤明;廖新俤;吴银宝;陈万良;

干旱胁迫下沼渣对基质特性及草莓植株PSⅡ光化学活性的影响    赵玲;刘庆玉;张敏;刘荣厚;

畜禽养殖废弃物沼液的浓缩及其成分    宋成芳;单胜道;张妙仙;文先红;

可降解地膜原料大豆秸秆纤维的制备工艺及参数优化    李丽霞;陈海涛;

生物预处理玉米秸秆厌氧干发酵特性及沼渣基质利用的研究    赵玲

沼液对土壤改良作用研究    李文涛

畜禽养殖场沼液的微电解—电极-SBBR处理工艺研究    马焕春

户用沼液泵的研究与开发    沈文金

沼液农用对小麦产量、品质及土壤质量的影响研究    吕汶霖

沼液纳滤膜浓缩技术及其液体有机肥开发研究    徐国锐

旱旱轮作模式下沼液连续施用对土壤质量和玉米产量及品质的影响研究    赵麒淋

城市生活垃圾与水葫芦干式混合发酵研究    王林

施用沼液配方肥对桉树苗形态生长和生理特性的影响研究    崔明

秸秆连续厌氧消化厢式装置及试验研究    吴楠

沼液与其它肥源耦合在番茄有机基质培中的应用研究    刘金

高效木质纤维素分解菌群筛选及其畜禽粪便利用能力    王得武

沼液中萜类化合物新型结构的发现与生物活性的研究    刘丁才

固定化光合细菌处理豆制品废水产氢研究    刘双江，杨惠芳，周培瑾，孙燕，岑运华

二相厌氧消化工艺硫酸盐还原细菌的研究    竺建荣,胡纪萃,顾夏声

棉花种子发芽过程中生理生化变化及赤霉素(GA_3)的调节 Ⅱ 棉花子叶中酶活性及内源激素的变化    王宏,项时康,陈建华,姜瑞云,杨伟华

棉花种子发芽过程中生理生化变化及赤霉素(GA_3)的调节　Ⅲ胚根的发育及侧根的发生    王宏,项时康,陈建华,姜瑞云

沼液用于棉花叶面喷施效果好    龙大友;

大中型沼气工程技术讲座(一) 厌氧发酵及工艺条件    田晓东,强健,陆军

沼肥与生态农业    陶红歌,李学波,赵廷林

建设生态农业是实现我国农业现代化的必由之路    路明;

防止无公害蔬菜施肥污染的措施    倪玉芹

中国农村家庭能源消费现状与发展    王效华

    章力建 董红敏 蔡典雄 李玉娥

新型高效户用沼气发酵装置试验研究    王学涛

家用沼气池基本知识讲座 第三讲 沼气发酵与投料技术    

牛粪在沼气发酵过程中的水解酶酶活变化研究    张无敌,宋洪川,尹芳,卢怡,徐庆贤,李建昌

沼气知识十问    王国启;李静;齐静芝;陈溪桥;董艳香;

搅拌对沼气发酵的影响    苏宜虎;陈晓东;马洪儒;

偏低温沼气发酵促进剂的初步研究    杨鹏可;周静;胡梦;邓斌;张宿义;胡承;

大力兴办沼气 开发农村能源    张国干;陈保良;

“全秸秆启动的沼气发酵工艺研究”的成果通过鉴定    黄夔;李健;

牛粪为原料沼气发酵之新工艺研究    叶茂南;蔡业;黄德正;郭北燕;

沼气发酵综合利用的现状与发展趋势    陶朴良,张无敌,宋洪川,熊志伟,韦小岿

马铃薯皮渣沼气发酵潜力的研究    孙传伯;李云;廖梓良;刘士清;

沼气发酵综合处理养鹅场粪便污水的设计    苏有勇;吴桢芬;孔琳;

沼气发酵对屠宰场混合物的实验研究    阮越强;马煜;张无敌;尹芳;徐锐;李建昌;陈玉保;刘士清;

消毒剂对养殖场粪污产沼气的影响    张京景;苏有勇;孔琳;陈飞;李昊;

沼气发酵在生态农业中的应用    李顺鹏;何健;崔中利;

小桐子种子半连续沼气发酵的实验研究    薛文俊;马煜;张无敌;尹芳;徐锐;刘士清;李建昌;陈玉保;何福全;

象粪中温发酵产沼气的实验研究    杨斌;马煜;张无敌;徐锐;尹芳;陈玉保;李建昌;刘士清;

黑曲霉处理稻草秸秆提高沼气发酵产气率的研究    胡晓明;张无敌;高正卿;何桂源;陈勇;和智明;

香蕉杆厌氧发酵产沼气的实验研究    张啸;杨斌;马煜;徐锐;尹芳;李建昌;陈玉保;刘士清;张无敌;

NaOH预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响    覃国栋;刘荣厚;孙辰;

沼气发酵在生态农业中的应用    林国庆;

创造适宜的沼气发酵环境    夏娥儿

沼气发酵 细节问题要处理好    成安一中 程增亮

应重视沼气发酵原料预处理    唐山市丰润区新能源办公室 曹新庭

如何制备沼气发酵接种物    巩存忠

高平沼气秸秆气建设稳步推进    张渊夫李强

头枕青山不烧柴    熊云

沼肥是个宝 切莫浪费了    通讯员 肖淋文

点燃富民蓝色火焰    司勇

见识“沼气猪圈”    本报记者　 李先昭 本报通讯员　 张军

沼液在种植业中的应用    

农村沼气生态校园模式及其综合效益评价研究    王兰英

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化    王晓娇

沼气发酵及分离提纯技术研究    谭风光

餐饮废弃物沼气发酵特性研究    常国璋

低温沼气发酵优良菌系的筛选及优势菌群分析    孔维涛

太阳能热管沼气发酵加热系统研究    杜双力

消毒剂对沼气发酵影响的试验研究    张京景

高温菌糠沼气发酵的初探及产甲烷菌的分离    路子佳

棉秆预处理及沼气发酵系统微生物群落多样性研究    白云

棉秆预处理及沼气发酵系统微生物群落多样性研究    白云

预处理对小麦秸秆糖化及沼气发酵的影响    杨兴华

新疆沼气发酵及其综合利用技术研究    邱桃玉