不同牲畜粪便与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的研究

【摘要】：厌氧发酵技术在农作物秸秆和牲畜粪便的资源化利用中已经得到广泛的应用。温度是影响厌氧发酵的重要因素之一,而在牲畜粪便与农作物秸秆的混合发酵中,各原料的干物质比例也是影响厌氧发酵的因素。如何提高农村户用沼气产气量,提高沼气转化率及缩短发酵周期,综合考虑这两个因素对发酵效果的影响是本试验主要目的,也为实现混合厌氧发酵提供理论依据和技术支撑。本试验在室内进行批量式发酵,模拟户用沼气发酵过程。采用自行设计的可控性恒温沼气发酵装置,以牛粪、鸡粪、猪粪分别和水稻秸秆(0.5:1,1:1,2:1,3:1)为发酵原料,在总固体TS质量分数为8%的情况下,研究各配比畜粪与水稻秸秆在20,25,30,35,40℃下的厌氧发酵特性。并用SAS软件对温度、畜粪与水稻秸秆配比与累积产气量的影响进行多元回归分析,得到试验的数学模型并分析得到最优化的温度、配比和累积产气量。结果表明: (1)在20~40℃范围内,三种牲畜粪便与水稻秸秆均能够在较短时间内启动厌氧发酵并正常产气。随温度升高,各组产气速率基本经历先增大后减小的过程,产气峰值出现的时间不同,无明显规律,产气高峰过后,产气速率迅速下降,随后会出现几个小高峰直至产气结束;各原料组除了20℃下发酵周期较短外,其余温度条件下,发酵周期随温度的升高变化不大。 (2)三种混合原料发酵中,牛粪与水稻秸秆在40℃,干物质比例为2:1时累积产气量最大,达到12243 mL,鸡粪与水稻秸秆在35℃,干物质比例为2:1时累积产气量最大,达到9404 mL,牛粪与水稻秸秆在40℃,干物质比例为0.5:1时累积产气量达到最大7985 mL。 (3)温度、配比的交互作用对累积产气量有显著性影响。三种原料各配比的累积产气量随着温度的升高而增大,到一定温度减小的趋势。随水稻秸秆占干物质比例的增加,累积产气量呈先增大后减小的趋势。 (4)用SAS软件对温度和配比对累积产气量的影响进行多元回归分析得出:牛稻混合原料组最优发酵温度为39.8℃,干物质比例为3.17:1时,预计获得最大累积产气量11469mL;鸡稻混合原料组发酵温度为34.6℃,干物质比例为1.93:1时,预计获得最大累积产气量9513mL;猪稻混合原料组发酵温度为39.8℃,干物质比例为3.37:1时,预计获得最大累积产气量6957mL。 【关键词】：牲畜粪便 水稻秸秆 厌氧发酵 温度 配比
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 前言10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 厌氧发酵技术概述11-12
• 1.2.1 厌氧发酵的反应原理11-12
• 1.2.2 厌氧发酵的主要影响因素12
• 1.3 国内外厌氧发酵技术的研究和应用现状12-14
• 1.3.1 国外厌氧发酵研究进展12-13
• 1.3.2 国内厌氧发酵研究进展13-14
• 1.4 研究的目的及意义14-15
• 1.5 研究的内容及创新点15-16
• 1.5.1 研究内容15
• 1.5.2 研究的创新点15-16
• 第二章 试验设计和研究方法16-18
• 2.1 试验材料16
• 2.1.1 发酵原料16
• 2.1.2 原料预处理16
• 2.2 试验装置16-17
• 2.3 试验设计17-18
• 第三章 试验结果与分析18-45
• 3.1 牛粪与水稻秸秆混合原料的厌氧发酵特性18-25
• 3.1.1 温度对牛粪与水稻秸秆混合厌氧发酵的影响18-21
• 3.1.2 不同配比牛粪与水稻秸秆对混合厌氧发酵的影响21-24
• 3.1.3 温度、原料配比与累积产气量的关系24-25
• 3.2 鸡粪与水稻秸秆混合原料的厌氧发酵特性25-32
• 3.2.1 温度对鸡粪与水稻秸秆混合厌氧发酵的影响25-28
• 3.2.2 不同配比鸡粪与水稻秸秆对混合厌氧发酵的影响28-32
• 3.2.3 温度、原料配比与累积产气量的关系32
• 3.3 猪粪与水稻秸秆混合原料的厌氧发酵特性32-40
• 3.3.1 温度对猪粪与水稻秸秆混合厌氧发酵的影响32-35
• 3.3.2 不同配比猪粪与水稻秸秆对混合厌氧发酵的影响35-38
• 3.3.3 温度、原料配比与累积产气量的关系38-40
• 3.4 不同原料的pH 值比较40-41
• 3.5 不同原料累积产气量及模型的建立41-45
• 3.5.1 不同原料组的累积产气量41-42
• 3.5.2 试验模型的建立42-45
• 第四章 结论与讨论45-47
• 4.1 结论45-46
• 4.2 讨论46-47
• 参考文献47-50
• 致谢50-51
• 作者简介51

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

秸秆还田的作用与方法    胡海生;

利用厌氧发酵技术综合治理畜牧业污染的探讨    钱午巧,包武,陈彪,林代炎,卢济事

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

不同温度条件下农作物秸秆产气效率研究    楚莉莉;杨改河;张翠丽;任广鑫;冯永忠;

秸杆的利用与深加工    张雪松,朱建良

沼气发酵过程研究进展    成喜雨;庄国强;苏志国;刘春朝;

牛粪对互花米草混合厌氧消化过程的影响研究    陈广银;郑正;邹星星;杨世关;

温度对厌氧嗜热菌群产甲烷能力的影响    于晓章,彭晓英,周朴华

畜禽粪便污染和处理技术现状与发展趋势    赵晨曦,肖波,禹逸君

发展农村沼气是改善生态环境拓展农村循环经济之路    赵桂仙;赵琼仙;

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;

日光温室番茄栽培与沼气结合使用技术研究    潘军;李化银;李利斌;刘立锋;王安艳;张永华;高建伟;王磊;

新型耐低温沼气池的保温和产气效果    袁长波;徐延熙;姚利;刘英;李彦;王艳芹;张昌爱;

生物巢式厌氧反应器处理奶牛养殖场废水效果试验    王艳芹;边文范;袁长波;李国生;姚利;张昌爱;刘英;

江西省农林秸秆炭开发应用的途径与前景    王小东;王玉;周文才;

榨菜叶还田对水稻产量的影响研究    温明霞;聂振朋;石孝均;

沼肥研究与开发前景    邹长明;刘正;余海兵;汪建飞;

苏中地区农村固体废弃物的处置现状及治理建议    周建;丁爱芳;

桐城市农村户用沼气建设综述    张平;王晓东;

浅谈农村沼气技术与发展前景    毛传云;张建中;

离子束辐照技术在农业环境污染控制与修复关键问题研究中的应用    李淼;吴跃进;余增亮;俞汉青;吴李君;姚建铭;花日茂;汤锋;邱志芳;宋立言;韦朝阳;骆永明;赵其国;

桐乡市发展农业循环经济的实践与探讨    陈轶;杨承禹;徐锦松;吴水明;

玉米秸秆在人工瘤胃反应器中的厌氧转化    岳正波;胡真虎;俞汉青;

秸秆、蓝藻和餐厨废弃物等生物质资源化利用的进展与探讨    翟志军;李俊;陈祥松;吴金勇;姚建铭;

化肥减施及秸秆过腹还田对土壤理化性质的影响——以弘毅生态农场为例    唐海龙;徐玉新;蒋高明;刘沙沙;张偲;钟世霞;

城市绿化垃圾资源化利用和无害化处置技术研究进展    周智慧;毛飞君;赵晓联;

关于农村沼气技术综合开发与利用的探索    关婷卉;杨明富;

高含水率秸秆冷压成型工艺研究    郭会娟;王春晓;

长沙地区低碳农业发展的几点思考    蔡立湘;纪雄辉;彭新德;李明德;倪笑;

畜禽养殖废水处理技术研究现状及发展趋势    阳维薇;

污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究    熊思江

有机废弃物CO_2施肥发酵过程中基质理化性状变化及残渣培肥土壤的作用    李玲玲

规模化畜禽养殖废弃物处理的技术经济优化研究    马永喜

湖南省畜禽养殖场粪便污染治理意愿及其环境成本控制研究    武深树

长期施用化肥和稻草下红壤性水稻土钾素肥力演变规律的研究    廖育林

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

嗜热真菌纤维二糖水解酶（CBHⅠ、CBHⅡ）和内切葡聚糖酶（EGⅠ）的分子改造    王秀娟

生物油水汽重整制氢及由生物质合成气合成低碳醇的研究    叶同奇

农林有机废弃物堆腐生产花卉栽培基质研究    栾亚宁

甘肃能源产业发展研究    张涛

沼气发电机冷却水预热沼气进料池系统的研究    康锡龙

农业废弃物热解特性的研究    唐京禧

利用亮斑扁角水虻转化畜禽粪便工艺条件的优化及应用    平磊

免耕稻田磷素动态及组分特征的研究    通乐嘎

湖北省农村沼气产业化发展模式与对策研究    刘莹玉

沼气在无公害蔬菜中的应用研究    王路易

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

磷酸铵镁结晶法去除和回收猪场废水中氮磷    孙国平

生物质能开发利用现状及展望    刘伟伟;谢建;

长江三角洲地表水环境污染规律及调控对策    陈振楼,许世远,徐启新,胡雪峰,俞立中

养殖业排泄物对环境的潜在影响与生态管理    单计光,谭支良,汤少勋

秸秆饲料的加工及应用    孔凡真

农作物秸秆的生物处理技术    洪新;杨翔华;洪岩;

秸秆饲料商品化加工技术分析    李军国,徐英英,王红英

连续流新型厌氧反应器处理固体有机废物研究    陈庆今,刘焕彬,胡勇有

农作物秸秆废弃物厌氧发酵生物制氢的研究    李燕红;林钰;杏艳;樊耀亭;张亚辉;

旱地玉米秸秆还田秋施肥的增产培肥效应    杨治平,周怀平,李红梅,王久志,马玉珍

玉米秸秆腐解过程物质组成及胡敏酸的动态变化Ⅰ.物质组成的动态变化    王旭东,于天富,陈多仁,殷宪强

有机废弃物厌氧发酵特性的研究    周岭

动植物生产废弃物厌氧消化工艺研究    卢旭珍

固体酒糟厌氧发酵系统的研究    梁金喜;吴大庆;吕杰;

一种小型高效沼气发酵装置及其工艺    孙金世;赵日堂;

一种处理鸡粪的小型高效厌氧发酵装置    马天德,崔亨哲

稀酸处理对秸秆厌氧发酵产氢的影响    张雪松,朱建良

替硝唑片对污泥厌氧发酵产氢作用的研究    陈文花;曾雨;刘常青;张江山;

水葫芦与蓝藻厌氧发酵产沼气研究    刘海琴;宋伟;高运强;韩士群;黄建萍;

添加蚓粪对玉米秸秆厌氧发酵产气特性的影响    邹星星;郑正;陈广银;罗艳;

中温下3种落叶厌氧发酵产气量研究    孙树贵;任广鑫;翟宁宁;王诺菡;霍敏;

浅谈我国大中型沼气工程的建设发展现状    杨立;龚乃超;刘良栋;龚云;盛苇苇;何平平;

水葫芦厌氧发酵制沼气的正交实验    陶亮;严宗诚;陈砺;王红林;岑承志;

联合厌氧发酵工艺    王银和;杜培清;赵玉柱;夏晓华;

微藻培养技术处理猪粪厌氧发酵废水效果    李岩;周文广;张晓东;孙立;

宠物狗粪便厌氧发酵试验研究    雷宇;马煜;刘士清;张无敌;尹芳;徐锐;李建昌;陈玉保;

大中型沼气工程二次厌氧发酵工艺应用探讨    付传勇;

两种底物厌氧发酵产氢能力的比较    王占青;李永峰;刘喆;张敏;

篁竹草厌氧发酵产气特性及结构变化研究    罗艳;陈广银;罗兴章;郑正;郑斌国;方彩霞;

天然橡胶废水处理工艺及综合利用研究    张信武;

好氧堆肥为沼气发酵提供热量的可行性研究    张海勤;张霞;董仁杰;

互花米草厌氧发酵初步试验研究    李继红;杨世关;郑正;宋华民;孟卓;

有机固体废弃物厌氧酸化产物对其性能的影响    周涛;李保明;蒋伟忠;Yutaka Kitamura;

我首条垃圾联合厌氧发酵生产线运行    记者 胡左

秸秆厌氧发酵制氢产气量提高    钱伯章

厌氧发酵：城市垃圾处理新方法    尚东 编译

南丰生猪污物“厌氧发酵”环保又经济    平卫东

传祥垃圾处理公司“城市有机废弃物联合厌氧发酵示范工程”通过验收    记者魏富强

垃圾变无味无害有机肥    记者 何颖思　通讯员 城管委

安阳污泥厌氧发酵可发电    睢晓康　学全

生生乳业沼气节能项目即将动工    采访记者 刘太宜

以色列开发出生活垃圾处理设施    郑晓春

无锡：蓝藻产沼气点火发电    吴红梅浦敏琦

混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化    王晓娇

厌氧发酵产酸微生物种群生态及互营关系研究    王晋

CO厌氧发酵制氢工艺基础及反应器性能研究    赵亚

混合菌群厌氧发酵的代谢模型及其过程控制    张放

基于酸碱调节的剩余污泥水解酸化及其机理研究    苑宏英

厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的研究    张存胜

秸秆沼气厌氧发酵的预处理工艺优化及经济实用性分析    宋籽霖

流域水葫芦控制与利用生态工程研究    陈彬

钝齿棒杆菌厌氧发酵产琥珀酸的研究    陈小举

重组产气肠杆菌提高产氢效率的研究    赵锦芳

沼气发酵复合菌系及其在牛粪厌氧发酵中的应用    戚桂娜

聚合草厌氧发酵特性和产气潜力的研究    郑敏

有机废弃物厌氧发酵特性的研究    周岭

热碱预处理对秸秆厌氧发酵的影响    郑万里

生物垃圾厌氧发酵的原理研究    涂卫峰

玉米秸秆发酵产氢实验研究    唐大惠

秸秆发酵剂的研究    蔡兴旺

牛粪厌氧发酵处理研究    马传杰

金属盐对酒糟基质沼气发酵的影响及沼气发酵污泥（沼肥）的应用研究    杜风光

暗河式剩余污泥厌养发酵工艺研究    徐张林