利用太阳能提高猪粪生物质能转化的综合生态工程

【摘要】：在全球气候变化的压力下,生物能源的发展受到越来越多的关注,而沼气厌氧发酵——作为一种较为成熟的生物质能转化方式,得到了极大地重视和快速地发展。如何提高沼气发酵的效率,使其规模化、产业化成为了迫在眉睫的问题。温度是制约厌氧发酵效率的一个重要因素,而利用太阳能给沼气池加温,不仅可以提高生物质能的转化效率,还可以减少对常规能源的过度依赖,有利于经济社会的可持续发展。 本试验尝试利用太阳能给沼气池加温,以提高发酵效率。试验在浙江省海宁市同仁养殖场沼气工程中设计了面积为100.8 m2,可以储存6t热水的太阳能集热装置,利用可再生能源太阳能来加热河水,再将加热的河水输入到发酵池中,以提高池温,促进猪粪生物质能的转化率。通过对比试验发现,加入太阳能热水的沼气池产气率要比对照组提高11.2%,同时发现实验组的沼气成分与对照组之间没有显著差异。试验期间实验组通过太阳能加热,比对照组产气量增加2540m3,猪粪的能量转化效率提高了14.3%。本研究利用太阳能提高猪粪生物质能转化效率,从而降低了养殖场污染物的排放,减轻保护了当地的环境,促进了可持续发展；同时产生了良好的经济效益,促进了当地农村经济发展。在我国广大农村地区,这种工程模式有很好的推广价值。 【关键词】：太阳能 生物质能 猪粪 可再生能源 转化效率 养殖污染 可持续发展
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 目录8-10
• 1 绪论10-28
• 1.1 研究目的及背景10-11
• 1.2 沼气厌氧发酵11
• 1.3 温度对厌氧发酵的影响11
• 1.4 利用太阳能促进生物质能转化11-12
• 1.5 太阳能增温实例12-17
• 1.5.1 地面沼气池加热结构12-13
• 1.5.2 地下沼气池直接加热结构13-14
• 1.5.3 间接加热结构14-17
• 1.6 混合厌氧发酵17-18
• 1.7 混合厌氧发酵的影响因素18-24
• 1.7.1 C/N比19
• 1.7.2 营养元素19-20
• 1.7.3 微生物群落20-21
• 1.7.4 其他因素21-24
• 1.8 混合厌氧发酵的发展现状及前景24-25
• 1.9 研究的内容及技术路线25-28
• 1.9.1 研究内容25-26
• 1.9.2 技术路线26-28
• 2 材料与方法28-34
• 2.1 实验场地28
• 2.2 生态工程设计28-30
• 2.3 太阳能装置30
• 2.4 地下发酵池30-32
• 2.5 试验方法32-33
• 2.6 测定项目及方法33-34
• 3 实验结果34-43
• 3.1 发酵原料和出料口沼液的特征34
• 3.2 温度变化34-38
• 3.3 产气率变化38-40
• 3.4 沼气成分变化40
• 3.5 沼气发电40-43
• 4 讨论与分析43-48
• 4.1 温度与产气率的关系43-45
• 4.2 池温与沼气成分的关系45
• 4.3 太阳能利用对猪粪生物质能转化率的影响45-46
• 4.4 沼气发电效益分析46
• 4.5 太阳能集热装置的效益分析46-48
• 5 结论与展望48-50
• 5.1 结论48
• 5.2 研究创新点48-49
• 5.3 研究展望49-50
• 参考文献50-57
• 作者简历57

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