【摘要】： 隨著畜牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,未經(jīng)處理的畜禽糞便對環(huán)境造成了嚴重的污染。采用厭氧發(fā)酵技術處理畜禽糞便,既可以獲得生物質能源——沼氣,又能將處理后殘余的沼液、沼渣作為肥料。進而在解決畜禽糞便污染環(huán)境問題的同時又實現(xiàn)糞便的能源化利用。為了充分發(fā)揮沼氣工業(yè)化生產(chǎn)在凈化環(huán)境和能源生產(chǎn)方面的作用,解決單一糞便發(fā)酵產(chǎn)氣率低的問題,有必要開展關于厭氧發(fā)酵處理多種類混合物料的研究。 本試驗以雞糞、豬糞和牛糞為原料進行了兩方面的研究:在序批式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中進行雞糞、豬糞、牛糞的產(chǎn)氣特性對比試驗,周期為21天,為混合物料試驗打基礎;將雞糞和豬糞分別與牛糞混合進行連續(xù)性厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣試驗,周期為96天,根據(jù)雞糞、豬糞和牛糞的碳氮比(C/N)的不同,將牛糞與豬糞、雞糞分別混合,改變混合物料中各組分的比例,獲得更高的產(chǎn)氣率。研究結論如下: 1.單一糞便發(fā)酵,原料的差異對pH值無顯著影響。雞糞和牛糞混合,雞糞占混合液總固體的百分含量的變化對pH值影響較大;豬糞和牛糞混合,豬糞占混合液總固體的百分含量的變化對pH值影響不顯著。 2.單一糞便發(fā)酵,原料的差異對揮發(fā)酸及其組份含量影響不大。雞糞和牛糞混合,雞糞占混合液總固體的百分含量的變化對揮發(fā)酸及其組份含量影響較大;豬糞和牛糞混合,豬糞占混合液總固體的百分含量的變化對揮發(fā)酸及其組份含量影響不顯著。 3.序批式厭氧發(fā)酵試驗的COD去除率最大值分別為46.9%、50.8%和39.8%,日均COD去除率不足2.5%;連續(xù)性厭氧發(fā)酵試驗的日均COD去除率在5%~7%之間。連續(xù)性試驗與序批式試驗相比COD去除效率較好。 4.雞糞、豬糞和牛糞在21天的厭氧發(fā)酵期間,平均池容產(chǎn)氣率分別為1.26 L/(L·d)、1.01 L/(L·d)和0.93 L/(L·d),最大池容產(chǎn)氣率1.78 L/(L·d)、1.46 L/(L·d)和1.35 L/(L·d);甲烷百分含量最大值分別為83.5%、76.5%和72.5%。在牛糞中添加雞糞或豬糞均可以顯著提高產(chǎn)氣率,并且沼氣中的甲烷含量也有所增加。雞糞和牛糞混合,雞糞占混合液總固體的50%時,池容產(chǎn)氣率達到最大值,為2.23 L/(L·d),甲烷產(chǎn)率達到最大值,為1.89 L/(L·d),雞糞占混合液總固體的30%時,甲烷百分含量達到最大值,為85.3%;豬糞和牛糞混合,豬糞占混合液總固體的70%時池容產(chǎn)氣率達到最大值,為1.99 L/(L·d)),甲烷產(chǎn)率達到最大值,為1.55 L/(L·d),豬糞和牛糞混合,豬糞占混合液總固體的40%時,甲烷百分含量達到最大值,為83.4%。 糞便混合后,提高了單一糞便厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率,大大提高了反應裝置的效率,表明厭氧發(fā)酵系統(tǒng)更適于處理多種類混合發(fā)酵原料,從而高效率地處理環(huán)境污染與能源生產(chǎn)問題。
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：S216.4
【圖文】：

pH 值是檢測系統(tǒng)是否穩(wěn)定運行的重要指標，產(chǎn)酸菌對酸堿度的適應范圍較廣，一般在4.5-8.0 之間，產(chǎn)甲烷菌對酸堿環(huán)境變化敏感，要求環(huán)境介質在中性附近，一般 pH 值為 6.4～7.8，最適 pH 值在 7.0～7.2，若 pH 值失常，會使產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌受到抑制，影響厭氧發(fā)酵的進行。pH 值用便攜式酸度計（精度：0.01）測定，每天一次。2.4.2.5 氣體成分及含量的測定沼氣是一種可燃性氣體混合物，它的主要成分是 CH4和 CO2，還有少量 H2S、CO、H2、和 NH3。本試驗產(chǎn)生的沼氣采用安捷倫的 6890 型氣相色譜儀測量氣體成分，利用已知純 CH4、純 CO2和未知樣品進行對照分析，比較在相同條件下所獲得的色譜圖：CH4色譜圖見圖 2-3，CO2色譜圖見圖 2-4。并用歸一法進行定量分析；選用 TCD 檢測器，HP-PL0TU 型毛細管柱，色譜條件如下：色譜柱：19095P－U04（length：30meters、ID：0.53mm、Film：20μm）；柱溫：程序升溫法，70℃持續(xù) 2min，以 15 ℃ /min的速度增長 2min，時間共 4min；氣化室溫度：180℃，載氣（H2）壓力：4.91psi，流速：10mL/min；TCD 檢測器：250℃，載氣（H2）流速：7mL/min。

圖 2-4 CO2氣相色譜圖Fig.2-4 Gas chromatogram of CO2定性分析：用已知純物質的混合物和未知樣品進行對照分析，比較在相同條件下所的色譜圖。定量分析：利用歸一法，把樣品中所有組分的含量之和按 100%計算，以它應的色譜峰面積或峰高為定量參數(shù)，通用下列公式計算各組分含量：式中：iA－ 表示峰面積2.3.2.6 料液濃度的測定式中：M— 料液濃度∑∑+=XWXmMiii0%100%1=×∑=niiiiAAm

離心 20～30min，取上層透明清液 3mL，加入 0.15mL 濃甲酸，最終 pH 值為 2 左右(控制在 3 以下)。用已知樣校正進行定量，其方法是配制已知濃度的標準樣（與樣品組分一致），進行色譜試驗，測量標準樣各組份的峰高（或峰面積），求出組分 i 的單位峰高（或峰面積）的組分含量校正值或作出峰高和濃度的標準曲線。當樣品組分的濃度變化不大時，可采用單點校正法。當樣品組分濃度變化很大時，則須預先用標準樣作出濃度和峰高或峰面積的標準曲線，觀察其標準曲線是不是通過原點的直線，即是否呈線性。若呈線性，就可用單點校正法，按下面的公式計算式中：ci—為待測樣品濃度（μg/g）Hi—待測樣品峰高（mm）cs—標準樣品濃度（μg/g）Hs—標準樣品峰高（mm）V總—待測樣品體積+甲酸體積V樣—待測樣品體積（mL）圖 2-5 是一組代表性的揮發(fā)性脂肪酸的色譜圖。7.783min、8.963min、9.935min 和11.183min 出現(xiàn)的峰分別表示乙酸、丙酸、丁酸和戊酸。樣總VV=××issiHHcc

【引證文獻】

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本文編號：2782191