秸稈的氨化厭氧發(fā)酵工藝優(yōu)化與反應(yīng)器的啟動(dòng).pdf

1、隨著我國(guó)人口數(shù)量增多，對(duì)糧食需求加大，農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度提高，致使副產(chǎn)物秸稈的數(shù)量也極具增加。由于農(nóng)村科技水平較低，傳統(tǒng)的處置方法不僅起不到生物質(zhì)的高效利用，而且還對(duì)大氣、土壤等生態(tài)系統(tǒng)造成一定危害。通過利用厭氧發(fā)酵技術(shù)，將農(nóng)作物秸稈作為消化原料進(jìn)行沼氣生產(chǎn)，發(fā)酵后的沼渣進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后還可以作為有機(jī)生態(tài)肥料二次利用，完全能夠達(dá)到無害化處理的目的，是緩解我國(guó)農(nóng)村與城市用能緊張行之有效的措施。但因農(nóng)作物秸稈中，具有較高的木質(zhì)素成分，不易被厭氧

2、生物菌消化代謝，導(dǎo)致沼氣產(chǎn)量少，發(fā)酵效率低，從而限制了秸稈沼氣產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展。此外，在秸稈的厭氧發(fā)酵工藝中，工藝條件的選擇對(duì)能否實(shí)現(xiàn)發(fā)酵體系的快速啟動(dòng)和最終的產(chǎn)氣效果都會(huì)造成很大影響。因此，為提高秸稈的原料利用率和發(fā)酵體系的產(chǎn)氣水平，本課題以小麥秸稈為實(shí)驗(yàn)材料，通過氨化預(yù)處理手段改善小麥秸稈的可降解性，研究在進(jìn)行厭氧發(fā)酵時(shí)不同因素條件對(duì)產(chǎn)氣特性的影響，并對(duì)氨化厭氧發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，最終將優(yōu)化后的發(fā)酵工藝用于自行設(shè)計(jì)的厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)。

3、
　　 本論文的研究?jī)?nèi)容分為三部分:首先，研究了氨化時(shí)間對(duì)預(yù)處理效果的影響，及在不同溫度、原料組分配比和發(fā)酵濃度下的氨化厭氧發(fā)酵過程，并對(duì)秸稈的氨化厭氧發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化;其次，采用發(fā)酵殘料作為接種物，并通過補(bǔ)料-分批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，研究了在不同接種量下的產(chǎn)氣過程;最后，設(shè)計(jì)制備了立式圓柱形水浴夾層保溫生物反應(yīng)器，并進(jìn)行反應(yīng)器的發(fā)酵啟動(dòng)，對(duì)啟動(dòng)過程中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)氨化時(shí)間越長(zhǎng)，麥秸的處理效果

4、變好，氨化15d已可有效地破壞秸稈的纖維結(jié)構(gòu)，提高秸稈中揮發(fā)性固體含量，使表面親水性能增強(qiáng);中溫(35℃)、原料組分配比為秸稈∶牛糞∶污泥=1∶0.5∶0.5（干物質(zhì)質(zhì)量比）、發(fā)酵濃度調(diào)節(jié)到20％的氨化厭氧發(fā)酵工藝條件最優(yōu)，產(chǎn)氣效果最好。(2)發(fā)酵殘料接種實(shí)驗(yàn)中，接種量為1∶2（原料與接種物干重比）時(shí)具有較高的產(chǎn)氣速率，產(chǎn)氣總量最大;在間歇補(bǔ)料二次發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵系統(tǒng)的產(chǎn)氣性能減弱，單位秸稈TS產(chǎn)氣率降低;并將不同添加原料組分實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)氣效果