收藏本站
《西北农林科技大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小麦秸秆高效厌氧发酵特性研究

张彤  
【摘要】:我国是传统农业大国,众多的农业人口导致农村能源短缺。大力发展沼气技术,既为人们提供了良好的生物质能源,又充分利用了农业、畜牧业废弃物,为农户提供了有机肥料,具有显著的能源、经济、生态和环保效益,已广泛应用于农作物粪便、秸秆等废弃物的资源化利用及无害化处理。厌氧消化指在无氧环境下,利用兼性厌氧菌群或专性厌氧菌群分解有机物质(包括农作物秸秆、粪便、工农业排放出的废弃物中所含的有机物等),同时产生可利用的能源(沼气)的生物处理方法,由于整个消化过程受原料的组成、细菌、真菌等因素的影响,其反应机理非常复杂,厌氧发酵的微生物基本分为三大类:发酵水解性细菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌。在发酵过程中分泌出有特殊催化能力的酶类,这类酶有启动发酵、加速分解的能力,对有机物质分解转化过程有着非常重要的作用。因此,有机物的厌氧发酵过程其实是微生物生化反应的过程,该过程在碳循环中,起着非常重要的作用。 探索发酵原料产气量与pH值、挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFA)之间的关系,确定最佳原料配比、发酵温度是本研究的关键。本试验在恒温条件下,以不同配比的鸡粪、牛粪、猪粪分别与麦秆的混合物为原料,在20℃~40℃范围内进行厌氧发酵,研究pH值和VFA对沼气产量的影响,结果显示: 1、鸡粪与小麦秸秆混合发酵,产气时间约50d。产气速率高温条件下的高于低温。整个发酵过程中,35℃鸡麦3:1产气速率最大,峰值为467 mL/d ,20℃鸡麦1:2产气速率最小,峰值为188 mL/d;40℃鸡麦3:1累积产气量最高,达11492mL,20℃鸡麦3:1累积产气量最低,为3082mL。 2、牛粪与小麦秸秆混合发酵,产气时间约39d。产气速率高温条件下的高于低温。整个发酵过程中,40℃牛麦2:1产气速率最大,峰值为815mL/d,20℃牛麦1:1产气速率最小,峰值为147 mL/d;40℃牛麦2:1累积产气量最高,达12315mL,20℃牛麦1:2累积产气量最低,为4468mL。 3、猪粪与小麦秸秆混合发酵,产气时间约56d。产气速率高温条件下的高于低温。整个发酵过程中,40℃猪麦3:1产气速率最大,峰值为320mL/d,25℃猪麦2:1产气速率最小,峰值为147 mL/d;40℃牛麦3:1累积产气量最高,达7998mL,25℃猪麦3:1累积产气量最低,为3957mL。 4、在相同温度下,各配比之间的产气量存在一定差异。鸡粪与小麦秸秆混合发酵,在25℃、30℃发酵条件下,随着麦秆比例的增加,产气量逐渐递增;在35℃、40℃发酵条件下,随着麦秆比例的减少,产气量逐渐递增。牛粪与小麦秸秆混合发酵,四个温度下,均随着麦秆比例的增加,产气量逐渐减少。猪粪与小麦秸秆混合发酵,在25℃、30℃发酵条件下,随着麦秆比例的增加,产气量逐渐递增;在35℃、40℃发酵条件下,随着麦秆比例的增加,产气量逐渐递减。 5、日产气量同pH、VFA三者之间有着密切的关系。pH与日产气量成正比,pH值低于6.9,甲烷菌活性受到抑制,产气量低;日产气量达到高峰时pH值为7.0~7.4。温度波动过大,亦可降低甲烷菌分解VFA的速度,导致VFA积累,使VFA升高,VFA与日产气量及pH成反比,VFA越高,产气量越低。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S216.4

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭燕;不同化学预处理条件下秸秆厌氧发酵特性研究[D];西北农林科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张光明;城市垃圾厌氧消化产酸阶段研究[J];重庆环境科学;1998年01期
2 孙孝政,夏吉庆,田晓峰;厌氧发酵技术工厂化生产沼气的现状及展望[J];东北农业大学学报;2005年01期
3 楚莉莉;杨改河;张翠丽;任广鑫;冯永忠;;不同温度条件下农作物秸秆产气效率研究[J];干旱地区农业研究;2008年02期
4 刘思颖;樊婷婷;陈雄;;稻草秸秆干发酵产沼气工艺条件的优化[J];化学与生物工程;2010年12期
5 张雪松,朱建良;秸杆的利用与深加工[J];化工时刊;2004年05期
6 王玉庆;;中国能源环境战略与对策[J];环境保护;2006年08期
7 丁仲礼;段晓男;葛全胜;张志强;;2050年大气CO_2浓度控制:各国排放权计算[J];中国科学(D辑:地球科学);2009年08期
8 王碧峰;;中国能源安全问题讨论综述[J];经济理论与经济管理;2006年06期
9 王佳琦;王宇奇;;我国一次能源供应结构的系统分析[J];科技与管理;2011年01期
10 卢旭珍,邱凌,王兰英;发展沼气对环保和生态的贡献[J];可再生能源;2003年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 姚燕;利用畜禽粪便为原料生产优质厌氧发酵液工艺条件的研究[D];河南农业大学;2003年
2 刘建敏;农村家用沼气发酵工艺参数的优选研究[D];西南大学;2006年
3 楚莉莉;不同原料及其配比厌氧发酵产气效果研究[D];西北农林科技大学;2008年
4 宋籽霖;不同温度下总固体浓度对厌氧发酵产气特性的影响[D];西北农林科技大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李方正;唐亮;赵建文;王文娟;赵宏坤;;一株高效秸秆纤维素降解真菌的分离、鉴定及系统发育分析[J];山东农业科学;2011年07期
2 王小东;王玉;周文才;;江西省农林秸秆炭开发应用的途径与前景[J];安徽林业科技;2009年02期
3 李东升;周为华;范佳;宋森楠;李春燕;朱新开;;秸秆还田对土壤特性和作物生产的影响[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年15期
4 王璐;肖健;;农作物秸秆利用技术现状及发展对策[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年15期
5 任仲杰;顾孟迪;;我国农作物秸秆综合利用与循环经济[J];安徽农业科学;2005年11期
6 王远远;刘荣厚;;沼液综合利用研究进展[J];安徽农业科学;2007年04期
7 丁兆运;;农村生物质资源的合理利用途径探讨[J];安徽农业科学;2008年05期
8 左秀锦;巩潇;曹建明;苏荣梅;王永波;;有机固体废弃物厌氧发酵处理的研究进展[J];安徽农业科学;2008年21期
9 梁成伟;张晓雯;苏忠亮;;经济微藻重要次级代谢产物合成途径的研究进展[J];安徽农业科学;2008年26期
10 李东升;燕亚飞;刘阳阳;刘小欣;;新农村庭院农业与景观一体化建设模式探索[J];安徽农业科学;2008年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 岳正波;胡真虎;俞汉青;;玉米秸秆在人工瘤胃反应器中的厌氧转化[A];循环经济理论与实践——长三角循环经济论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 翟志军;李俊;陈祥松;吴金勇;姚建铭;;秸秆、蓝藻和餐厨废弃物等生物质资源化利用的进展与探讨[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 滕吉文;阮小敏;张永谦;闫雅芬;;节能高效、减排低碳与责任和快速工业化及经济腾飞[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 关婷卉;杨明富;;关于农村沼气技术综合开发与利用的探索[A];经济策论(上)[C];2011年
5 郭会娟;王春晓;;高含水率秸秆冷压成型工艺研究[A];经济策论(上)[C];2011年
6 艾平;晏水平;李会;王殿龙;张衍林;;秸秆规模化利用农村能源工程模式评价[A];2011年中国农业系统工程学术年会论文集;海峡两岸农业学术研讨会论文集;长沙市第五届自然科学学术年会农学研讨会论文集[C];2011年
7 蔡立湘;纪雄辉;彭新德;李明德;倪笑;;长沙地区低碳农业发展的几点思考[A];2011年中国农业系统工程学术年会论文集;海峡两岸农业学术研讨会论文集;长沙市第五届自然科学学术年会农学研讨会论文集[C];2011年
8 纪玉山;赵洪亮;;维护发展中国家利益,积极与发达国家进行碳博弈[A];社会主义经济理论研究集萃——从经济大国走向经济强国的战略思维(2011)[C];2011年
9 庞小平;牛明芬;王赛月;王昊;;农作物秸秆厌氧发酵影响因素探讨[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
10 李林;张庆旭;赵满全;赵振国;;秸秆揉碎加工机械及工艺的试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈秋玲;麦秆液化制备可降解聚氨酯泡沫材料方法及机理研究[D];昆明理工大学;2010年
2 李年君;肖家河水电站CDM开发与创建国家碳交易所研究[D];武汉理工大学;2010年
3 王会;毛竹颗粒表面化学/水热修饰及其增强PVC基复合材料性能表征[D];浙江大学;2010年
4 马永喜;规模化畜禽养殖废弃物处理的技术经济优化研究[D];浙江大学;2010年
5 廖育林;长期施用化肥和稻草下红壤性水稻土钾素肥力演变规律的研究[D];湖南农业大学;2010年
6 刘倩;循环农业发展研究[D];河北农业大学;2011年
7 王秀娟;嗜热真菌纤维二糖水解酶(CBHⅠ、CBHⅡ)和内切葡聚糖酶(EGⅠ)的分子改造[D];山东农业大学;2011年
8 闫文刚;生物质常温开模致密成型研究[D];北京林业大学;2011年
9 陆胜利;世界能源问题与中国能源安全研究[D];中共中央党校;2011年
10 焦安英;甘蔗压榨汁制氢系统的工程控制对策及其微生物群落研究[D];东北林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘兰杰;一株热带假丝酵母利用木糖生长及其产酒精特性的研究[D];华中农业大学;2010年
2 刘莹玉;湖北省农村沼气产业化发展模式与对策研究[D];华中农业大学;2010年
3 王路易;沼气在无公害蔬菜中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
4 王维薇;已建池农户沼气消费偏好的影响因素分析[D];华中农业大学;2010年
5 袁怡;沼液作为生菜、柑橘叶面肥的试验研究[D];华中农业大学;2010年
6 刘尧;玉米秸秆腐解复合菌系CSS-1的构建、菌群组成及腐解特性研究[D];山东农业大学;2010年
7 赵何;碎玉米秸秆卷压特性的研究[D];山东农业大学;2010年
8 程士润;稻秸秆提取纤维农用非织造地膜的研究[D];安徽农业大学;2010年
9 王朋云;丛粒藻形态多样性、遗传多样性分析与培养条件优化[D];中国海洋大学;2010年
10 赵增伟;河北省围场县农村沼气推广应用研究[D];中国农业科学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹雯;茹菁宇;刘士清;张无敌;王家强;;蚕豆壳发酵产沼气潜力的研究[J];中国建设动态.阳光能源;2006年02期
2 刘睿;万楚筠;黄茜;黄凤洪;;秸秆预处理技术存在的问题与发展前景[J];环境科学与技术;2009年05期
3 郑明霞;李来庆;郑明月;王旭;马海玲;王凯军;;碱处理对玉米秸秆纤维素结构的影响[J];环境科学与技术;2012年06期
4 高云超;邝哲师;潘木水;黄小光;陈薇;叶明强;徐志宏;张名位;肖更生;;我国农村户用型沼气的发展历程及现状分析[J];广东农业科学;2006年11期
5 陈晓军,邱玉桂,徐德,李嘉;木材原料中金属离子的测定及分布的研究[J];广东造纸;1999年Z1期
6 余紫苹;彭红;林妲;阮榕生;王娜;胡铮;刘玉环;张锦胜;;植物半纤维素结构研究进展[J];高分子通报;2011年06期
7 楚莉莉;杨改河;张翠丽;任广鑫;冯永忠;;不同温度条件下农作物秸秆产气效率研究[J];干旱地区农业研究;2008年02期
8 曾晶,王厚俊;农村沼气综合利用的环境与技术经济评价[J];中国农机化;2004年04期
9 方宏,曾健智,陈海珊,梁小燕,张厚瑞;高效液相色谱法检测蔗渣半纤维素水解物中的单糖[J];广西科学院学报;2000年03期
10 徐龙君;安丽娜;农丽薇;陈魏;李礼;;稀盐酸预处理对稻草厌氧消化的影响[J];环境工程学报;2011年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 楚莉莉;不同原料及其配比厌氧发酵产气效果研究[D];西北农林科技大学;2008年
2 梁莹;玉米秸秆稀硫酸预处理工艺研究[D];天津大学;2007年
3 张婷;超声波与稀碱法联合预处理对秸秆厌氧发酵产沼气的影响[D];湖北工业大学;2009年
4 刘娟娟;添加酒糟、草木灰对猪粪、牛粪厌氧发酵的影响[D];西北农林科技大学;2012年
5 季艳敏;不同预处理对小麦秸秆和玉米秸秆厌氧发酵产气特性研究[D];西北农林科技大学;2012年
6 尹冬雪;猪粪、牛粪发酵过程中微生物群落数量分析及光照时间对其影响研究[D];西北农林科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 章鹏飞,朱庆仁,张玉洲,刘清理;无机高分子铁系絮凝剂[J];安徽化工;1992年01期
2 叶生梅;;稻草秸秆预处理实验研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
3 苏宜虎;陈晓东;马洪儒;;搅拌对沼气发酵的影响[J];安徽农业科学;2007年28期
4 尹雯;茹菁宇;刘士清;张无敌;王家强;;蚕豆壳发酵产沼气潜力的研究[J];中国建设动态.阳光能源;2006年02期
5 孟庆国,张铁垣;厌氧消化残留液中游离氨基酸含量的测定[J];氨基酸和生物资源;1996年03期
6 夏萍,江家伍;机械化秸秆还田技术及配套机具(综述)[J];安徽农业大学学报;2001年01期
7 蒋楠;沼气发酵处理城市生活垃圾试验[J];四川职业技术学院学报;2003年03期
8 朱全力,杨建,季生福,王嘉欣,汪汉卿;改性Mo_2C/Al_2O_3催化剂用于甲烷部分氧化制合成气[J];催化学报;2003年08期
9 张光明;城市垃圾厌氧消化产酸阶段研究[J];重庆环境科学;1998年01期
10 马兆昆,刘杰;碳纤维表面特性对兼性及厌氧微生物固着的影响[J];材料研究学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 薛智勇;王卫平;许育新;朱凤香;;农业废弃物资源化现状与多元循环利用探讨[A];循环农业与新农村建设——2006年中国农学会学术年会论文集[C];2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李正华;厌氧发酵液的抗病防虫机理及其应用技术研究[D];河南农业大学;2002年
2 王学涛;新型高效户用沼气发酵装置试验研究[D];河南农业大学;2002年
3 周岭;有机废弃物厌氧发酵特性的研究[D];东北农业大学;2003年
4 郑万里;热碱预处理对秸秆厌氧发酵的影响[D];中国农业大学;2004年
5 卢旭珍;动植物生产废弃物厌氧消化工艺研究[D];西北农林科技大学;2004年
6 郭云旭;陇东高原农村沼气开发与综合利用研究[D];西北农林科技大学;2004年
7 刘德江;家畜粪便厌氧消化特性与应用研究[D];西北农林科技大学;2004年
8 王丽丽;牛粪常温厌氧发酵特性的试验研究[D];东北农业大学;2005年
9 朱保宁;麦秸和稻草高效中温厌氧消化实验研究[D];北京化工大学;2006年
10 刘建敏;农村家用沼气发酵工艺参数的优选研究[D];西南大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐仁生;;组装式厌氧发酵中试装置[J];可再生能源;1988年Z1期
2 梁金喜;吴大庆;吕杰;;固体酒糟厌氧发酵系统的研究[J];安徽工学院学报;1990年02期
3 孙金世;赵日堂;;一种小型高效沼气发酵装置及其工艺[J];北京农业工程大学学报;1994年02期
4 马天德,崔亨哲;一种处理鸡粪的小型高效厌氧发酵装置[J];农村能源;2000年02期
5 张雪松,朱建良;稀酸处理对秸秆厌氧发酵产氢的影响[J];可再生能源;2005年04期
6 陈文花;曾雨;刘常青;张江山;;替硝唑片对污泥厌氧发酵产氢作用的研究[J];能源工程;2007年02期
7 刘海琴;宋伟;高运强;韩士群;黄建萍;;水葫芦与蓝藻厌氧发酵产沼气研究[J];江苏农业科学;2008年03期
8 邹星星;郑正;陈广银;罗艳;;添加蚓粪对玉米秸秆厌氧发酵产气特性的影响[J];生态与农村环境学报;2010年02期
9 孙树贵;任广鑫;翟宁宁;王诺菡;霍敏;;中温下3种落叶厌氧发酵产气量研究[J];安徽农业科学;2010年19期
10 杨立;龚乃超;刘良栋;龚云;盛苇苇;何平平;;浅谈我国大中型沼气工程的建设发展现状[J];科技致富向导;2010年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王银和;杜培清;赵玉柱;夏晓华;;联合厌氧发酵工艺[A];2009全国可再生能源—生物质能利用技术研讨会论文集[C];2009年
2 李岩;周文广;张晓东;孙立;;微藻培养技术处理猪粪厌氧发酵废水效果[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
3 雷宇;马煜;刘士清;张无敌;尹芳;徐锐;李建昌;陈玉保;;宠物狗粪便厌氧发酵试验研究[A];2011年中国沼气学会学术年会暨第八届理事会第二次会议论文集[C];2011年
4 付传勇;;大中型沼气工程二次厌氧发酵工艺应用探讨[A];2011年中国沼气学会学术年会暨第八届理事会第二次会议论文集[C];2011年
5 王占青;李永峰;刘喆;张敏;;两种底物厌氧发酵产氢能力的比较[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
6 罗艳;陈广银;罗兴章;郑正;郑斌国;方彩霞;;篁竹草厌氧发酵产气特性及结构变化研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
7 张信武;;天然橡胶废水处理工艺及综合利用研究[A];2008中国水处理技术研讨会暨第28届年会论文集[C];2008年
8 张海勤;张霞;董仁杰;;好氧堆肥为沼气发酵提供热量的可行性研究[A];全国农作物秸秆综合利用学术研讨会论文集[C];2004年
9 李继红;杨世关;郑正;宋华民;孟卓;;互花米草厌氧发酵初步试验研究[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
10 周涛;李保明;蒋伟忠;Yutaka Kitamura;;有机固体废弃物厌氧酸化产物对其性能的影响[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第四分册[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 胡左;我首条垃圾联合厌氧发酵生产线运行[N];科技日报;2009年
2 钱伯章;秸秆厌氧发酵制氢产气量提高[N];中国化工报;2009年
3 尚东 编译;厌氧发酵:城市垃圾处理新方法[N];中国房地产报;2006年
4 平卫东;南丰生猪污物“厌氧发酵”环保又经济[N];抚州日报;2008年
5 记者魏富强;传祥垃圾处理公司“城市有机废弃物联合厌氧发酵示范工程”通过验收[N];鄂尔多斯日报;2009年
6 记者 何颖思 通讯员 城管委;垃圾变无味无害有机肥[N];广州日报;2010年
7 睢晓康 学全;安阳污泥厌氧发酵可发电[N];中国环境报;2011年
8 采访记者 刘太宜;生生乳业沼气节能项目即将动工[N];中国食品质量报;2005年
9 郑晓春;以色列开发出生活垃圾处理设施[N];科技日报;2008年
10 吴红梅浦敏琦;无锡:蓝藻产沼气点火发电[N];新华日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓娇;混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化[D];西北农林科技大学;2013年
2 王晋;厌氧发酵产酸微生物种群生态及互营关系研究[D];江南大学;2013年
3 赵亚;CO厌氧发酵制氢工艺基础及反应器性能研究[D];大连理工大学;2011年
4 张放;混合菌群厌氧发酵的代谢模型及其过程控制[D];中国科学技术大学;2013年
5 苑宏英;基于酸碱调节的剩余污泥水解酸化及其机理研究[D];同济大学;2006年
6 张存胜;厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的研究[D];北京化工大学;2013年
7 宋籽霖;秸秆沼气厌氧发酵的预处理工艺优化及经济实用性分析[D];西北农林科技大学;2013年
8 陈彬;流域水葫芦控制与利用生态工程研究[D];同济大学;2007年
9 陈小举;钝齿棒杆菌厌氧发酵产琥珀酸的研究[D];合肥工业大学;2013年
10 赵锦芳;重组产气肠杆菌提高产氢效率的研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戚桂娜;沼气发酵复合菌系及其在牛粪厌氧发酵中的应用[D];黑龙江八一农垦大学;2010年
2 郑敏;聚合草厌氧发酵特性和产气潜力的研究[D];西北农林科技大学;2010年
3 周岭;有机废弃物厌氧发酵特性的研究[D];东北农业大学;2003年
4 郑万里;热碱预处理对秸秆厌氧发酵的影响[D];中国农业大学;2004年
5 涂卫峰;生物垃圾厌氧发酵的原理研究[D];合肥工业大学;2006年
6 唐大惠;玉米秸秆发酵产氢实验研究[D];郑州大学;2005年
7 蔡兴旺;秸秆发酵剂的研究[D];天津科技大学;2004年
8 马传杰;牛粪厌氧发酵处理研究[D];安徽农业大学;2009年
9 杜风光;金属盐对酒糟基质沼气发酵的影响及沼气发酵污泥(沼肥)的应用研究[D];江南大学;2004年
10 徐张林;暗河式剩余污泥厌养发酵工艺研究[D];华中科技大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026