鐵氧化物強化纖維素類生物質產甲烷研究
發(fā)布時間:2021-08-01 01:04
厭氧消化是農業(yè)廢棄物資源化利用的有效途徑之一。本課題首先以玉米秸稈為例,研究了初始FeCl3加入量分別為0.1%、0.2%、0.5%、1.5%、3%、6%(基于秸稈的揮發(fā)性組分)時秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣、產甲烷過程以及沼液沼渣特征。結果表明初始FeCl3加入量為3%,秸稈的厭氧產甲烷效率相對于對照(加入量0%)提高了14%。X射線衍射分析結果表明FeCl3存在時,沼渣中纖維素的結晶度顯著降低。沼渣的組分分析結果表明FeCl3的存在有助于提高玉米秸稈中纖維素及半纖維素的分解效率,從而提高了秸稈產甲烷效率。該研究可為農業(yè)廢棄物甲烷化利用提供參考。另外通過投加電子受體來提高有機類污染物厭氧消化效率,已成為當前比較熱門的研究方向。該課題通過投加Fe含量分別為0、0.5%、1.0%、2%(基于菹草中揮發(fā)性組分)的鐵化合物(如針鐵礦)對菹草厭氧發(fā)酵產沼氣產甲烷的影響進行研究,另外投加Fe含量1.0%FeCl2設定為對照組。試驗測定了累計產沼氣產甲烷量產CO2量、有機碳、有機酸、化學需氧量和纖維素酶等過程參數(shù)。結果表明針鐵礦不僅可以促進菹草厭氧發(fā)酵水解效率,而且能提高纖維素酶的活性,此外CO2量反映出針...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
試驗裝置示意圖
圖 2. 4 加入 3%FeCl3 和對照反應器內沼渣 XRD 分析結果nalysis results of digestate residues in the reactors with and addition形式的厭氧生物系統(tǒng)中,經常存在某種微量金屬元素降低。這是由于厭氧產甲烷反應器中 pH 較高(O32-可以和多種微量元素結合生成碳酸鹽不溶物,態(tài)(自由離子或螯合態(tài))金屬元素才是有效的。的需求量較高,因此補加適量鐵或提高鐵的生物菌活性[98-99]。在本試驗中僅檢測到少量 Fe2+的存度相對較高可能是其產甲烷效率較高的原因。在氧化物的形式存在,其被微生物還原生成 Fe2+后酸鹽不溶物形式存在、或吸附于在固體顆粒表面存形式及其相互轉化機制等并無深入清晰的報道
越大,產甲烷速率相應的變大,這與厭氧體系中加入外源性針鐵礦對產甲進作用的結論相符。試驗測得反應器中有少量Fe3+的存在,菹草在厭氧污泥中的微生物作用下系列較穩(wěn)定的有機大分子化合物(腐殖質等),有研究表明腐殖質/Fe(III)厭氧條件下普遍存在[118-119],一般情況下,微生物參與厭氧發(fā)酵電子傳遞含細胞內和細胞表面電子傳遞),腐殖質還原菌具有Fe(III)呼吸活性[120],質/Fe(III)還原菌在厭氧發(fā)酵呼吸代謝模式,而且是厭氧發(fā)酵過程重要電徑[121-122],這種類催化劑還原菌可以促進有機物分解[123-124]。這與試驗中加的針鐵礦有利于菹草厭氧分解的結論相符。.2 厭氧發(fā)酵體系中氣體組分變化
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物質三組分燃燒特性及動力學分析[J]. 盧洪波,戴惠玉,馬玉鑫. 農業(yè)工程學報. 2012(17)
[2]堿處理對玉米秸稈纖維素結構的影響[J]. 鄭明霞,李來慶,鄭明月,王旭,馬海玲,王凱軍. 環(huán)境科學與技術. 2012(06)
[3]關于有機廢物類生物質能歷史定位及其能源價值評估指標探討[J]. 全浩,任延杰,李香香. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展. 2012(03)
[4]農業(yè)廢棄物資源化利用技術綜合評價指標體系與方法[J]. 宋成軍,張玉華,李冰峰. 農業(yè)工程學報. 2011(11)
[5]設施園藝工程集成模式構建方法[J]. 齊飛,周新群,丁小明,魏曉明. 農業(yè)工程學報. 2011(08)
[6]上吸式生物質氣化爐的設計與試驗[J]. 李斌,陳漢平,楊海平,王賢華,張世紅. 農業(yè)工程學報. 2011(07)
[7]稻秸與藍藻混合厭氧發(fā)酵產沼氣試驗研究[J]. 徐雙鎖,劉愛民,蔡欣,盧存龍,彭鵬. 安徽師范大學學報(自然科學版). 2011(03)
[8]戶用型上吸式生物質氣化爐的發(fā)展與改進[J]. 李斌,陳漢平,楊海平,王賢華,張世紅. 農業(yè)工程學報. 2011(S1)
[9]白洋淀菹草對富營養(yǎng)化水體總磷的凈化[J]. 任文君,胡曉波,劉霞,寧國輝,田在鋒,謝建治. 應用生態(tài)學報. 2011(04)
[10]嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌液態(tài)發(fā)酵羽毛工藝的研究[J]. 梁田. 環(huán)?萍. 2011(01)
本文編號:3314533
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
試驗裝置示意圖
圖 2. 4 加入 3%FeCl3 和對照反應器內沼渣 XRD 分析結果nalysis results of digestate residues in the reactors with and addition形式的厭氧生物系統(tǒng)中,經常存在某種微量金屬元素降低。這是由于厭氧產甲烷反應器中 pH 較高(O32-可以和多種微量元素結合生成碳酸鹽不溶物,態(tài)(自由離子或螯合態(tài))金屬元素才是有效的。的需求量較高,因此補加適量鐵或提高鐵的生物菌活性[98-99]。在本試驗中僅檢測到少量 Fe2+的存度相對較高可能是其產甲烷效率較高的原因。在氧化物的形式存在,其被微生物還原生成 Fe2+后酸鹽不溶物形式存在、或吸附于在固體顆粒表面存形式及其相互轉化機制等并無深入清晰的報道
越大,產甲烷速率相應的變大,這與厭氧體系中加入外源性針鐵礦對產甲進作用的結論相符。試驗測得反應器中有少量Fe3+的存在,菹草在厭氧污泥中的微生物作用下系列較穩(wěn)定的有機大分子化合物(腐殖質等),有研究表明腐殖質/Fe(III)厭氧條件下普遍存在[118-119],一般情況下,微生物參與厭氧發(fā)酵電子傳遞含細胞內和細胞表面電子傳遞),腐殖質還原菌具有Fe(III)呼吸活性[120],質/Fe(III)還原菌在厭氧發(fā)酵呼吸代謝模式,而且是厭氧發(fā)酵過程重要電徑[121-122],這種類催化劑還原菌可以促進有機物分解[123-124]。這與試驗中加的針鐵礦有利于菹草厭氧分解的結論相符。.2 厭氧發(fā)酵體系中氣體組分變化
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物質三組分燃燒特性及動力學分析[J]. 盧洪波,戴惠玉,馬玉鑫. 農業(yè)工程學報. 2012(17)
[2]堿處理對玉米秸稈纖維素結構的影響[J]. 鄭明霞,李來慶,鄭明月,王旭,馬海玲,王凱軍. 環(huán)境科學與技術. 2012(06)
[3]關于有機廢物類生物質能歷史定位及其能源價值評估指標探討[J]. 全浩,任延杰,李香香. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展. 2012(03)
[4]農業(yè)廢棄物資源化利用技術綜合評價指標體系與方法[J]. 宋成軍,張玉華,李冰峰. 農業(yè)工程學報. 2011(11)
[5]設施園藝工程集成模式構建方法[J]. 齊飛,周新群,丁小明,魏曉明. 農業(yè)工程學報. 2011(08)
[6]上吸式生物質氣化爐的設計與試驗[J]. 李斌,陳漢平,楊海平,王賢華,張世紅. 農業(yè)工程學報. 2011(07)
[7]稻秸與藍藻混合厭氧發(fā)酵產沼氣試驗研究[J]. 徐雙鎖,劉愛民,蔡欣,盧存龍,彭鵬. 安徽師范大學學報(自然科學版). 2011(03)
[8]戶用型上吸式生物質氣化爐的發(fā)展與改進[J]. 李斌,陳漢平,楊海平,王賢華,張世紅. 農業(yè)工程學報. 2011(S1)
[9]白洋淀菹草對富營養(yǎng)化水體總磷的凈化[J]. 任文君,胡曉波,劉霞,寧國輝,田在鋒,謝建治. 應用生態(tài)學報. 2011(04)
[10]嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌液態(tài)發(fā)酵羽毛工藝的研究[J]. 梁田. 環(huán)?萍. 2011(01)
本文編號:3314533
本文鏈接:http://www.sikaile.net/nykjlw/nygclw/3314533.html