豬糞干式沼氣發(fā)酵中試及物料流動(dòng)性的研究.pdf

1、生豬規(guī)?；B(yǎng)殖的發(fā)展在局部地區(qū)產(chǎn)生了大量豬糞，干式沼氣發(fā)酵作為一種處理豬糞的技術(shù)手段，具備不需要稀釋、沼液量少、還田容易等優(yōu)勢(shì)。針對(duì)豬糞連續(xù)干式沼氣發(fā)酵工程應(yīng)用是否可行的問(wèn)題，在已有小試的基礎(chǔ)上，采用鋼制臥式反應(yīng)器，在常溫下進(jìn)行了為期17個(gè)月的豬糞連續(xù)干發(fā)酵中試，并對(duì)中試發(fā)酵殘余物特性及物料流動(dòng)性進(jìn)行了研究，得出了以下結(jié)果。
　　每日產(chǎn)氣量，每個(gè)月份的沼氣成分，每個(gè)月份的進(jìn)出料的TS含量、VS含量、pH、氨氮濃度等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)結(jié)果表

2、明，豬糞干式沼氣發(fā)酵中試能正常產(chǎn)氣，基本能順利進(jìn)出料，大多數(shù)月份甲烷含量穩(wěn)定在53％以上，平均容積產(chǎn)氣率為0.164m3/(m3·d)，平均原料產(chǎn)氣率為95L/kgTS，pH穩(wěn)定在7.4-8.5之間，基本不存在氨抑制問(wèn)題，具備工程上推廣應(yīng)用的潛力。但是，由于沒(méi)有升溫保溫，該中試的產(chǎn)氣效率低，且產(chǎn)氣不穩(wěn)定。
　　在中試的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了12批次豬糞干發(fā)酵殘余物再發(fā)酵試驗(yàn)、6批次豬糞干發(fā)酵產(chǎn)氣潛力試驗(yàn)，以及中試結(jié)束后發(fā)酵殘余物常見(jiàn)肥效和

3、重金屬指標(biāo)的測(cè)試。不同月份豬糞及發(fā)酵殘余物產(chǎn)氣潛力、消化程度、常見(jiàn)肥效和重金屬指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果表明，干發(fā)酵中試豬糞和發(fā)酵殘余物的產(chǎn)氣潛力分別是261L/kgTS、202L/kgTS，說(shuō)明中試發(fā)酵產(chǎn)氣不充分。中試對(duì)豬糞中的有機(jī)物平均消化程度只有35.7％，消化程度偏低，得到的發(fā)酵殘余物應(yīng)該再發(fā)酵。發(fā)酵殘余物的肥效更顯著，作為沼肥施用時(shí)不存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
　　提出了采用流速表征發(fā)酵殘余物物料流動(dòng)性的觀點(diǎn)。參考污泥輸送流速，并模擬干式沼氣發(fā)

4、酵工程需要達(dá)到的最小流速，確定豬糞干發(fā)酵物料流動(dòng)的臨界流速為6mm/s。根據(jù)豬糞干發(fā)酵中試殘余物在出料時(shí)的能量轉(zhuǎn)換模型，確定影響發(fā)酵殘余物流動(dòng)性的因素有物料特性和出料管口特性。物料特性主要是總固體及有機(jī)物含量、溫度等。出料管口特性包括高度差、阻力損失等，流速與阻力損失互相影響。
　　采用自行設(shè)計(jì)的臥式U型有機(jī)玻璃管，進(jìn)行了總固體含量、管徑、高度差對(duì)干發(fā)酵殘余物流動(dòng)性影響試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)物料總固體含量對(duì)流動(dòng)性的影響顯著，并

5、呈現(xiàn)出總固體含量越小，流動(dòng)性越好的趨勢(shì)。以臨界流速6mm/s為標(biāo)準(zhǔn)，豬糞干發(fā)酵沼氣工程最終出料的固體含量不宜超過(guò)21％。以出料殘余物的固體含量21％為基準(zhǔn)，為保證出料管順利出料，出料管管徑不宜低于125mm，進(jìn)料豬糞的固體含量不宜超過(guò)32.7％。(2)管道管徑對(duì)流動(dòng)性的影響表現(xiàn)出管徑越大流動(dòng)性越好的趨勢(shì)。為了能順利出料，殘余物固體含量越大，管徑應(yīng)設(shè)置的越大。(3)對(duì)于同一總固體含量、管徑，殘余物在管道中流動(dòng)時(shí)的平均流速表現(xiàn)出隨高度差的減