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《沈阳农业大学》 2017年
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高固浓度玉米秸秆厌氧发酵产酸特性及其对产沼气的影响

夏挺  
【摘要】:我国农作物秸秆资源丰富,经过厌氧发酵技能有用使用秸秆等生物质动力,将其转化为沼气及有机副产品是秸秆动力化使用中的一项重要途径。挥发性脂肪酸(VFAs)是厌氧发酵产甲烷进程中重要的中心产品,是发酵能否顺利进行的关键要素。本研讨以玉米秸秆为发酵底物,在中温条件下对其高固体浓度厌氧发酵进程中的挥发酸发生特征及酸累积对产沼气的影响进行研讨,一起经过外源增加调节剂来避免酸按捺,促进产沼气的进行。以期为进步玉米秸秆高固体厌氧发酵功率,合理调控厌氧发酵工艺,进步秸秆沼气工程产气量,供给理论依据和参阅。所获得的首要定论如下:(1)玉米秸秆不同TS浓度处理组(15%、20%、25%、30%)中温厌氧发酵进程中日产气量均为先增加后削减,35d发酵周期内累计产值别离为12070mL、15150mL、12970mL、7850mL。其间TS浓度为20%处理组累计产气量最高,30%处理组累计产气量最低,各处理组TS去除率别离为47.72%、55.03%、50.32%、42.12%,TS产气率别离为 0.235m3/kg、0.298m3/kg、0.221m3/kg、0.189m3/kg。TS 浓度为 30%处理组 pH 值动摇较大,呈现了酸按捺现象。(2)各处理组厌氧发酵进程中发生的挥发酸首要是乙酸和丙酸,其间乙酸占主导地位,在14d时乙酸产值最大。各处理组挥发酸总量最高别离到达7200mg/L、7460mg/L、8210 mg/L 和 8300 mg/L,乙酸最大值别离为 2900mg/L、3900 mg/L、3200 mg/L 和 2400 mg/L,丙酸最大值别离为 2120mg/L、1630 mg/L、2010 mg/L、2470 mg/L,丁酸最大值别离为550 mg/L、630 mg/L、550mg/L和200 mg/L;乙酸转化产甲烷的速率较快,跟着产甲烷菌的作用,挥发酸浓度逐步下降并保持安稳。(3)在TS浓度为15%的条件下,增加不同浓度的乙酸、丙酸、丁酸进行各分酸耐受浓度厌氧发酵实验,讨论不同挥发酸累积对玉米秸秆高固体厌氧发酵的影响。结果表明其厌氧发酵体系对乙酸的耐受浓度小于6g/L,在2g/L和4g/L的乙酸质量浓度条件下,可以接连产气,日最高产气量别离为630mL和660mL,累计产气量别离为15700mL、17180mL,发动后pH值可以在厌氧发酵正常范围内改变;发酵体系对丙酸的耐受浓度小于4g/L,当丙酸浓度为2g/L时日最高产气量和累计产气量别离为650mL和14060mL,发动后pH值在6.5和7.5之间改变;发酵体系对丁酸的耐受浓度小于8g/L。在2g/L、4 g/L和6g/L的丁酸质量浓度条件下,可以接连产气,且浓度为6g/L的丁酸组厌氧发酵状况最好,累计产气量别离为12980mL、13290mL、16260mL,初始pH值较低,发酵发动后pH值逐步上升,终究安稳在6.5和7.5之间。(4)外源增加不同浓度Fe2+的厌氧发酵实验中,结果表明:增加适量浓度Fe2+的实验组其产气量要高于未增加组,参加微量金属Fe2+在浓度为2.0mg/L时发酵作用最好,产气量最大,日产气量到达790mL,发酵周期内累计产气量为17760mL,TS和VS去除率别离为55.03%、53.26%。总挥发酸产值中,乙酸占主导地位,乙酸产值丙酸产值,乙酸产值高的产气量大,产气作用好,丙酸产值越高,产气按捺越显着。(5)生物炭+Fe2+的一起增加实验中,挥发酸总量的最大值别离为5550mg/L,5780mg/L,6030mg/L,6680mg/L,5010 mg/L,4620mg/L。各处理组产乙酸的最大值别离为 4240mg/L、2880mg/L、2830mg/L,产丙酸最大值别离为 1640mg/L,1820mg/L,1930mg/L,2030mg/L,1540mg/L,1620mg/L;比照不加生物炭的处理组,结果表明,生物炭+ Fe2+协同作用对厌氧发酵的产酸产气有促进作用。
【学位颁发单位】:沈阳农业大学
【学位等级】:硕士
【学位颁发年份】:2017
【分类号】:S216.4

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