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《东北农业大学》 2017年
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牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵工艺优化

刘益均  
【摘要】:化石动力的过度挖掘与使用问题日益突出,生物质动力因为其出产周期短、可循环使用、环境问题少等长处而备受重视。我国每年发生许多的秸秆等农作物的废弃物,若得不到妥善及时有效地处理而采纳就地燃烧,既是对资源的糟蹋,也将会对环境形成比较严重的污染。此外,跟着畜牧业的持续开展,我国畜禽粪便的产值也在不断上升,怎么安全的处理此类废弃物也是个难题。混合厌氧发酵技能可以在高效发生清洁动力的一起,下降农牧业废弃物对环境的影响。因为有许多影响混合厌氧发酵的要素。因而,怎么调控和协调各影响要素之间的联系,是确保混合厌氧发酵作用的要害。本研讨经过比照不同预处理之后,发酵质料组分的含量改变,清晰最优的预处理办法。根据单要素实验选取最优预处理后的玉米秸秆与牛粪进行混合厌氧发酵,探求不同的总固体含量(TS%)、牛粪(Cattle Manure,CM)与玉米秸秆(Corn Straw,CS)混合比(以TS计)和微量元素Fe~(2+)离子的增加量对厌氧发酵体系的影响;并结合Box-Behnken中心组合规划,对影响要素进行建模回归剖析,优化的厌氧发酵的工艺条件,研讨不同温度下动态发酵设备对厌氧发酵体系特性的影响。定论如下:(1)以不同预处理后的玉米秸秆为底物,进行厌氧发酵预实验,剖析处理前后玉米秸秆各组分,发现经碱水解处理之后,玉米秸秆的总固体含量去除率达到了63.25%,纤维素、半纤维素与木质素的去除率别离达到了15.69%、39.62%和29.88%,酶解实验得到的还原糖含量为47.26%,显着高于机械破坏与酸水解处理。在该实验中,碱水解实验组的累积产气量最高,达到了935m L。(2)对厌氧发酵各影响要素进行单要素实验,结果标明:在总固体含量(TS%)为8%、牛粪(Cattle Manure,CM)与玉米秸秆(Corn Straw,CS)混合比(以TS计)为2:1、微量元素Fe~(2+)离子的增加量为1.0mg·L~(-1)时,日产气量、累积产气量、产气中甲烷含量均为同组实验中最高。(3)根据呼应面法,进行Box-Behnken中心组合的实验规划,选用Design-Express 8.0.6软件树立二次模型,并剖析其回归猜测,结果标明TS%、CM/CS和微量元素Fe~(2+)离子的增加量三种影响要素关于厌氧发酵累积产气量的影响表现为极明显,得到最优工艺参数,即TS%为8.52%,CM/CS为1.63:1,微量元素Fe~(2+)投加量为1.225 mg·L~(-1)时,理论累积产气量为7732.4mL,经过实践验证得到累积产气量为7694m L,标明该模型可以较好的优化厌氧发酵工艺参数。(4)以最优工艺参数为根底,选用动态实验设备,进行中低温动态厌氧发酵实验,研讨不同温度对厌氧发酵体系的影响。经过对厌氧发酵特性进行的比照研讨,标明温度是影响厌氧发酵体系的主要要素之一。
【学位颁发单位】:东北农业大学
【学位等级】:硕士
【学位颁发年份】:2017
【分类号】:TQ920.6

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【参考文献】
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