秸稈用于沼氣發(fā)酵原料最優(yōu)工藝參數(shù)研究.pdf

1、當(dāng)前農(nóng)村戶用沼氣發(fā)展迅速,絕大多數(shù)是以人畜糞便為發(fā)酵原料,但是由于多種因?yàn)?發(fā)酵原料日益緊缺。為了保證可持續(xù)發(fā)展,必須研究除人畜糞便外且容易出料的發(fā)酵原料及工藝。作物秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)中一項(xiàng)重要的生物資源,利用厭氧發(fā)酵方法對秸稈進(jìn)行處理,是一項(xiàng)能源環(huán)保雙贏的技術(shù)。但秸稈纖維素、木質(zhì)素難降解,C/N高會(huì)極大降低秸稈的厭氧發(fā)酵效果。本研究以提高秸稈厭氧發(fā)酵效率為目的,采用粉碎、石灰水浸泡和堆漚等對秸稈進(jìn)行預(yù)處理。研究粉碎粒度、C/N、堆漚

2、時(shí)間對秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響,尋找最佳工藝參數(shù)；為高效利用秸稈進(jìn)行厭氧發(fā)酵的研究提供一定的理論依據(jù)。本課題以秸稈為發(fā)酵原料制取沼氣主要結(jié)論如下:
　　 1.通過粉碎理論、Bond法則、正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法及實(shí)際要求找到適合本實(shí)驗(yàn)的物料最佳粉碎粒度范圍,即x1>8、6　　 2.經(jīng)過單因素分析,測定出不同濃度Ca(OH)2溶液堿處理后的秸稈料液BOD、COD影響曲線圖。得

3、到熟石灰用量為每升料液添加9g為最佳。堿溶液處理后,經(jīng)池塘水浸泡的秸稈料液COD降解率可提高30％。
　　 3.在粉碎后,C/N的合理配比從20～30:1上升至40:1,證明在沼氣發(fā)酵過程中,通過對秸稈合理的預(yù)處理,完全可以在發(fā)酵原料含秸稈多的情況下,達(dá)到較好的產(chǎn)氣效果:在堆漚時(shí)間在8天的情況下,即會(huì)促進(jìn)原料中產(chǎn)甲烷菌的增加,又不會(huì)因?yàn)橐蚨褲a時(shí)間過程,產(chǎn)酸菌的積累,而使原料酸化,限制產(chǎn)氣的發(fā)生。
　　 4.本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)

4、驗(yàn)方法為二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì),通過此實(shí)驗(yàn)得出三個(gè)因素(粉碎粒度(X1)、C/N比、堆漚時(shí)間(X3)對兩個(gè)指標(biāo)產(chǎn)氣量(Y1)、產(chǎn)氣效率(Y2)的影響方程和變化曲線:
　　 Y1=15842-3536.404209X1-2417.135921X2+1645.216862X3-4474.622758X1X1+1532.677927X2X1-1
　　 0357X2X2-1704.547201X3X1+512.778725-X3X

5、2+2999.622758X3X3
　　 Y2=0.0158-0.0029X1-0.0065X2+0.0010X3+0.0006X1X1+0.0015X2X1-0.0023X2X2-0.0008
　　 X3X1-0.0003-X3X2+0.0008X3X3
　　 5.在常溫厭氧發(fā)酵中,產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣率的變化規(guī)律具有明顯的相關(guān)性,變化趨勢基本一致。指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)值時(shí)所對應(yīng)的粉碎粒度、C/N、堆漚時(shí)間分別為:(4