低溫條件下沼氣高效厭氧發(fā)酵條件的研究.pdf

1、新疆地處我國西北部,土地面積是我國的六分之一,不僅地域遼闊,而且生物質(zhì)資源豐富,但冬季漫長且氣溫低,導(dǎo)致沼氣池發(fā)酵產(chǎn)氣量下降,有時甚至停止產(chǎn)氣不能滿足人們對穩(wěn)定供氣的需要,使沼氣工程大規(guī)模的推廣受到限制。厭氧發(fā)酵核心是產(chǎn)甲烷菌分解小分子底物產(chǎn)甲烷過程。本文通過不同的接種物搭配牛糞,在實驗室規(guī)模條件下進(jìn)行模擬低溫厭氧發(fā)酵,研究不同接種物對沼氣產(chǎn)量等各項指標(biāo)影響;又通過向沼氣發(fā)酵反應(yīng)器中添加Fe、Co、Ni三種微量元素,研究不同微量元素對沼

2、氣產(chǎn)量等各項指標(biāo)影響;選取產(chǎn)氣效果最好的反應(yīng)器采集污泥,分離篩選獲得一株兼性嗜冷產(chǎn)甲烷菌株,并研究了菌株生長特性和其生物學(xué)特征。
　　本文在低溫條件下利用自制發(fā)酵裝置模擬沼氣發(fā)酵,從石河子、沙灣、庫爾勒的低溫沼氣池采集污泥樣品,富集培養(yǎng)后作為發(fā)酵接種物進(jìn)行厭氧發(fā)酵,研究不同接種物對沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣量和其他指標(biāo)的影響。研究結(jié)果如下:沙灣沼氣池污泥為接種物的總產(chǎn)氣量和甲烷含量最高分別為612mL和58.2％,庫爾勒次之分別為465.2mL

3、和50.4%,石河子最低分別為440.7mL和47.3%。沙灣的污泥為接種物的沼液中TS、VS去除率最大分別為18.2%和15.3%。這個結(jié)果與產(chǎn)氣效果相符,也說明原料利用程度和產(chǎn)氣量存在一定關(guān)聯(lián)。沙灣沼氣池污泥作為接種物能夠為沼氣發(fā)酵提供豐富的菌群,使原料的利用程度更高,產(chǎn)氣效果更好。
　　不同接種物比例對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響。接種物比例分別為10%、20%、30%和40%四個試驗組,試驗結(jié)果表明:產(chǎn)氣最優(yōu)的是接種物比例為30

4、%的溶液,其最高日產(chǎn)氣量是32.9mL,總產(chǎn)氣量為619.3mL,甲烷最高含量是61.2%。
　　微量元素對沼氣發(fā)酵的影響:以牛糞為原料,沙灣沼氣池污泥作為接種物,活性污泥的接種量為30%進(jìn)行厭氧發(fā)酵。每天分別各組向發(fā)酵罐中添加固定量的微量金屬元素Fe、Co、Ni,以不添加微量元素的發(fā)酵作為空白組,通過30天的厭氧發(fā)酵研究金屬元素對沼氣發(fā)酵的影響,其中以添加1.0mg·L-1·d-1的FeCl2溶液的反應(yīng)器總產(chǎn)氣量最高為655mL