机械搅拌对猪粪与稻草联合厌氧干发酵性能的影响

发布时间：2023-05-24 23:11

　　随着集约化、规模化农业的不断发展,畜禽粪便的大量排放和农作物秸秆的焚烧处理造成了严重的环境污染,采用生物技术的手段可以将这些废弃物变害为利。厌氧发酵技术可以高效利用这类生物质能源,其中联合厌氧发酵相较于单一原料厌氧发酵不仅可以显著提高厌氧消化性能,而且能够同时利用畜禽粪便与农作物秸秆,为获得较佳的产气性能,首先需要对发酵原料配比进行试验研究;其次,由于湿发酵技术能耗高、沼液排放多等不足,厌氧干发酵技术已成为目前处理农业废弃物的研究热点,但干发酵过程存在传质、传热效果差的技术瓶颈。搅拌可以促进发酵底物与微生物有效接触,是改善干发酵过程传质、传热效果的重要途径。本论文通过对猪粪与稻草不同挥发性固体(volatile solid,VS)质量比厌氧干发酵过程中日产气量、累积VS甲烷产率、协同效应及古菌群落多样性等因素的考察,确定较佳原料配比,并在该条件下,采用累积VS甲烷产率作为搅拌效果的评价指标,以搅拌强度和搅拌周期作为影响因素,通过正交试验研究机械搅拌对猪粪与稻草联合厌氧干发酵产气性能、工艺机理和微生物代谢机理的影响,为猪粪与稻草联合厌氧干发酵沼气工程机械搅拌系统提供理论依据和技术指导。主...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
英文缩略表
第一章 引言
    1.1 本论文研究背景
        1.1.1 农业废弃物对环境的污染现状
        1.1.2 农业废弃物的处理与利用
    1.2 厌氧干发酵方法的概述
        1.2.1 国内外研究进展
        1.2.2 厌氧干发酵影响因素
        1.2.3 厌氧干发酵存在问题及解决措施
    1.3 厌氧发酵搅拌技术的研究现状
    1.4 本论文研究目的与意义
    1.5 研究内容
    1.6 技术路线
第二章 试验材料与分析项目及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验装置
    2.3 分析项目及方法
        2.3.1 TS、VS及元素分析
        2.3.2 沼气产量及甲烷含量
        2.3.3 pH值
        2.3.4 总挥发性脂肪酸(VFAs)
        2.3.5 氨氮含量
        2.3.6 可溶性化学需氧量(SCOD)
    2.4 古菌高通量测序分析
    2.5 甲烷产率动力学模型
    2.6 统计学分析方法
第三章 粪草比对猪粪与稻草干发酵过程的影响研究
    3.1 试验材料
    3.2 试验设计
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 猪粪与稻草配比对产气量的影响
        3.3.2 甲烷产率动力学模型
        3.3.3 猪粪与稻草配比协同效果分析
        3.3.4 古菌群落多样性分析
        3.3.5 古菌群落结构变化分析
        3.3.6 猪粪与稻草配比与环境因子及古菌群落间的相互作用关系
    3.4 本章小结
第四章 机械搅拌对猪粪与稻草干发酵过程的影响研究
    4.1 试验材料
    4.2 试验设计
        4.2.1 确定因素水平
        4.2.2 表头设计
        4.2.3 方案设计
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 搅拌对产气量的影响
        4.3.2 甲烷产率动力学模型
        4.3.3 总挥发性脂肪酸(VFAs)变化情况
        4.3.4 pH值变化情况
        4.3.5 SCOD变化情况
        4.3.6 氨氮变化情况
        4.3.7 古菌群落多样性分析
        4.3.8 古菌群落结构变化分析
        4.3.9 各处理与环境因子及古菌群落间的相互作用关系
    4.4 本章小结
第五章 结论
    5.1 主要研究结论
        5.1.1 粪草比对猪粪与稻草干发酵过程的影响研究
        5.1.2 搅拌对猪粪与稻草干发酵过程的影响研究
    5.2 创新点
    5.3 存在的问题及建议
参考文献
附录
致谢
作者简历



本文编号：3822464