【摘要】：以玉米秸稈-牛糞為原料,利用自行設(shè)計(jì)的滲濾床反應(yīng)器(Leach bed reactors),對(duì)比研究了滲透液回流噴淋時(shí)間、噴淋量、發(fā)酵溫度及糞稈比4因素對(duì)原料物能轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果表明:發(fā)酵結(jié)束后罐內(nèi)物料的TS濃度在13%~15%之間,屬于高濃度發(fā)酵范疇;9樣品產(chǎn)氣峰值出現(xiàn)在發(fā)酵后的10~14 d,物能轉(zhuǎn)化率排序?yàn)長(zhǎng)6L2L9L7L1L8L4L5L3;TS產(chǎn)氣率相對(duì)較高的共同特點(diǎn)主要為35℃中溫、較高的滲濾液回流量以及較高的糞稈比。通過(guò)TS產(chǎn)氣率的直觀分析,4因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響大小排序分別為發(fā)酵溫度糞稈比噴淋量噴淋時(shí)間間隔,得到的最佳工況參數(shù)為噴淋時(shí)間間隔2 h、噴淋量4 L、發(fā)酵溫度35℃、糞稈比1∶1,此條件下得到的平均TS產(chǎn)氣率為(98.4±3.5)mL·g~(-1)。方差分析結(jié)果表明,發(fā)酵溫度、糞稈比及噴淋量對(duì)產(chǎn)氣結(jié)果影響極顯著,為控制滲濾床發(fā)酵工藝的主要參數(shù)。
【圖文】：

環(huán)境工程學(xué)報(bào)第11卷圖1厭氧濾滲濾床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig．1Schematicdiagramofanaerobicleachbedreactors秸稈小于1∶1，可以得到較好的產(chǎn)氣率，因此，在本正交實(shí)驗(yàn)中，牛糞:秸稈的比率設(shè)定為1∶1、1∶2及1∶3三個(gè)水平。發(fā)酵溫度方面將常溫、30和35℃作為實(shí)驗(yàn)研究的3水平，其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示。每種處理的原料樣品TS控制在150g，秸稈經(jīng)生物試劑(綠秸靈)預(yù)處理后與牛糞按比例混合均勻，放置于8L的自制滲濾床反應(yīng)器中，發(fā)酵接種物為不產(chǎn)氣沼液(其主要理化指標(biāo):COD約9500mg·L－1，TN約910mg·L－1，NH3-N約630mg·L－1)，通過(guò)反應(yīng)器底部滲濾、收集及循環(huán)噴淋的方式，為原料發(fā)酵提供菌種。發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣用3L鋁箔集氣袋收集，每種處理做2次重復(fù)。其基本裝置如圖1所示。1.3測(cè)定項(xiàng)目沼氣中CH4及CO2濃度采用GEM2000plus便攜式沼氣分析儀測(cè)定，使用前用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校正。TS采用烘干法測(cè)定，VS采用灼燒稱重法測(cè)定，產(chǎn)氣量采用100mL的針筒抽取測(cè)定。表2正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table2Factorsandlevelsoforthogonalexperiments樣品編號(hào)噴淋時(shí)間間隔/h噴淋量/Lm(牛糞)∶m(秸稈)溫度/℃L1121∶130L2131∶235L3141∶3常溫L4221∶2常溫L5231∶330L6241∶135L7421∶335L8431∶1常溫L9441∶2302結(jié)果與分析發(fā)酵結(jié)束后罐內(nèi)物料的TS濃度在13%～16%之間，所以系統(tǒng)屬于高濃度-固態(tài)發(fā)酵范疇。研究結(jié)果表明(見(jiàn)圖2)，9樣品產(chǎn)氣峰值出現(xiàn)在發(fā)酵后的10～14d，其中L2、L6、L7及L9樣本產(chǎn)氣峰值較大，分別達(dá)到了980、940、970和950mL。峰值期間內(nèi)甲烷含量也較高，均達(dá)到50%以上。具體看來(lái)，出現(xiàn)高產(chǎn)氣峰值有3樣本處于35℃發(fā)酵溫度，L9樣本雖然發(fā)酵溫度略低，僅30℃，但沼液回流量較大。出現(xiàn)較低產(chǎn)氣峰值為L(zhǎng)3和L5樣本，峰值分別為500

第10期韋秀麗等:糞稈混合厭氧發(fā)酵滲濾床工藝的消化性能圖2各樣本厭氧發(fā)酵日產(chǎn)氣量及甲烷濃度Fig．2Dailygasproductionandmethanecontentofanaerobicfermentationforeachsample表3各樣本正交實(shí)驗(yàn)產(chǎn)氣數(shù)據(jù)Table3Biogasproductiondataoforthogonalexperiment樣品名平均累積產(chǎn)氣量/mLTS產(chǎn)氣率/(mL·g－1)累積產(chǎn)甲烷量/mLTS產(chǎn)甲烷率/(mL·g－1)L111690±110377.9±7.44535±16529.5±0.55L213735±54491.6±3.65494±6736.3±0.23L39675±81364.5±5.43987±13925.4±0.46L410850±42472.3±2.94592±11329.7±0.38L510670±11371.1±0.84392±2429.2±0.08L614750±52398.4±3.55859±21238.1±0.71L712110±93380.7±6.24782±1931.8±0.06L811565±71477.1±4.84984±8332.2±0.28L913235±88488.3±5.94823±8231.8±0.275647
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本文編號(hào)：2556097