收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

温度对厌氧消化产气特性影响研究

张翠丽  
【摘要】: 厌氧消化技术具有显著的能源、经济、生态和社会效益,在农作物秸秆和人畜粪便等废弃物的无害化处理及资源化利用中已得到广泛应用。影响厌氧消化过程的因素很多,反应机理非常复杂。温度是影响厌氧消化的主要因素之一。早在20世纪30年代开始,Buswell和其他学者对厌氧微生物和产气条件之间的关系进行了系统研究,发现在厌氧消化过程中,温度对其影响尤为重要。温度的适宜与否直接决定了厌氧消化的成败。目前为止,温度对厌氧消化产气量和对原料发酵时间长短的影响没有确定的数据和记录。理论上,10~60℃的范围内,沼气均能正常发酵产气。在实际操作中,很多地区根据理论值指导生产,却没有收到显著的成效,结果造成人力、物力和财力的浪费。所以研究和探索厌氧消化过程中,不同发酵温度对厌氧消化产气量、产气速率的变化规律,寻求最优的发酵温度很有必要,本研究旨为实现沼气发酵的可控化及我国沼气发酵适宜区的评价提供科学依据,同时也为解决农业废弃物不合理利用而造成的环境污染问题和农业环境污染源头治理对策提供理论依据和技术支撑。 该试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以作物秸秆(麦秆、稻秆、玉米秸秆)和粪便(猪粪、牛粪、鸡粪和人粪)作为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体TS(Total Solid)质量分数为8%的条件下进行批量试验,在25~40℃温度范围内,每5℃设一个温度梯度,研究了不同发酵温度对厌氧消化产气速率、产气量及发酵时间的影响,并用SAS软件对试验结果进行多元回归分析,建立最优回归方程,得出不同发酵原料的最优发酵温度及相应的消化时间和最大干物质累积产气量。得出以下主要结论: (1)由SAS软件对试验结果进行多元回归分析,得出厌氧消化累积产气量( f )与发酵温度( )xT和发酵时间( )xd的回归方程:从逐步回归的方差分析结果看,回归模型均达到显著水平,得出了不同发酵原料的最优发酵温度及相应的消化时间和最大干物质累积产气量。 (2)由回归分析结果得知,猪粪、牛粪和鸡粪作为单一发酵原料时的厌氧消化的最优温度在32℃以上,发酵周期为75d左右;作物秸秆厌氧消化的最优发酵温度均在52℃以上,相应的消化时间在100d左右;粪便(猪粪、牛粪)与作物秸秆(麦秆、稻秆、玉米秸秆)混合厌氧消化所需的最优温度均在30℃以上,且60d左右发酵原料就可以发酵充分。 (3)由试验结果得知不同发酵原料在4个温度组下均能正常产气。在发酵初期,30℃、35℃两个温度组的累积产气量及产气速率都呈现明显的增长趋势;25℃、40℃两个温度组需经过短暂的停滞期后才能正常产气。 (4)在本试验设置的温度温度范围内(25~40℃),以作物秸秆作为单一发酵原料时的累积产气量是随着温度的升高而增大,但以粪便作为单一发酵原料和粪便—作物秸秆配比的累积产气量并不是随着温度的升高而增大。 (5)在一定的温度范围内(以该原料最优发酵温度为界),厌氧发酵的产气速率的峰值出现的时间和发酵周期是随着温度的升高而缩短,其峰值和产气量是随温度的升高而增加。但是当温度超过该原料最优发酵温度值后其产气速率和产气量反而随着温度的升高而下降。 (6)由试验结果和回归分析结果得知,消化时间不总是随着温度的升高而缩短。影响厌氧发酵的因素很多,每个影响因素都可能对厌氧发酵的发酵时间长短有影响,所以单一以温度来断定厌氧发酵时间的长短是不可行的。 (7)由回归分析结果得出,影响麦秆、稻秆和玉米秸秆厌氧发酵的最优发酵温度超过本实验范围,仍需要进一步试验验证。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 林端旭;李润东;Bernhard Raninger;冯磊;;TS对牛粪与有机垃圾联合厌氧消化特性的影响研究[J];可再生能源;2011年04期
2 胡凯;赵庆良;苗礼娟;王琨;邱微;;剩余污泥超声强化预处理及其厌氧消化效果[J];浙江大学学报(工学版);2011年08期
3 倪宏革;于清;高艳龙;徐静;;湿度与温度对无核密度仪测值的影响性分析[J];交通标准化;2011年17期
4 陈广银;郑正;常志州;叶小梅;;NaOH处理对互花米草深度气化利用的影响[J];环境科学;2011年08期
5 杜静;常志州;叶小梅;钱玉婷;;底物浓度和接种率对稻秸沼气启动的影响[J];农业环境科学学报;2011年07期
6 李志;林段晶;封锐;;沼气发电技术发展现状[J];北京农业;2011年19期
7 谢远亮;吴颖;徐恩生;;立方氮化硼准简谐近似的有效温度范围[J];沈阳航空航天大学学报;2011年03期
8 李明宇;;养殖业应用沼液四例[J];农村养殖技术;2011年16期
9 惠世恩,徐通模,曹子栋;介质温度对热线流速仪测量值影响的试验研究[J];实验技术与管理;1986年01期
10 徐晓秋;王钢;刘伟;李北城;秦国辉;;畜禽粪便厌氧消化沼气发电行业的现状分析[J];应用能源技术;2011年06期
11 何仁真;陈友清;蔡元呈;;高效厌氧净化塔与纯沼气发电机的研究开发[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年15期
12 ;对电气柜的环境温度进行有效监控[J];现代制造;2010年36期
13 ;ON-Semi推出超小型模拟开关和复用器[J];电源世界;2002年06期
14 闵师界;;我国中小规模养殖户建设沼气模式介绍[J];农村养殖技术;2011年16期
15 范海宏;苏琦;韩丁;;污泥燃烧特性研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2011年04期
16 王宇;;一例猪场沼气发电经济效益案例分析[J];猪业科学;2011年06期
17 刘晓霞;;常用阻容元器件的选型参考[J];中国新技术新产品;2010年20期
18 梁伟刚;;厌氧氨氧化(Anammox)生物脱氮工艺在污泥水处理中的应用[J];净水技术;2011年03期
19 刘国琨;;电阻测温仪器的新进展[J];国外电子测量技术;2011年08期
20 刘耕;;沼气建设在养殖业中的作用与价值[J];农村养殖技术;2011年16期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 党锋;李秀金;;欧洲生物质厌氧消化工艺研究进展[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
2 吴铎;管冬兴;吕凡;邵立明;何品晶;;林可霉素菌渣厌氧消化工况优化及抑制因素分析[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 王典;孙轶斐;王伟;朱天乐;;生物质废物中温联合厌氧消化的动力学研究[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年
4 李连华;孙永明;丁翠花;孔晓英;杨富裕;李东;袁振宏;甑峰;;预处理方式对多年生王草厌氧消化性能的影响[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
5 韩艳霄;林聪;黄莹;程东林;;生活垃圾与人粪尿混合厌氧消化的试验研究[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
6 罗娟;董保成;陈羚;高新星;万小春;赵立欣;;畜禽粪便与玉米秸秆厌氧消化产气特性[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
7 段娜;林聪;苏珊;;秸秆厌氧消化系统pH调控措施初探[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
8 吕琛;袁海荣;王奎升;朱保宁;刘研萍;李秀金;;果蔬与餐厨垃圾混合厌氧消化产气性能[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
9 卢旭珍;邱凌;张波;;城市生活垃圾厌氧消化反应动力学分析[A];农村沼气发展与农村小康建设研讨会论文选编[C];2003年
10 刘研萍;方刚;党锋;朱保宁;周祺;夏瑜;李秀金;;NaOH和H_2O_2预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庞云芝;基于提高麦秸厌氧消化性能的碱预处理方法研究及工程应用[D];北京化工大学;2010年
2 李建昌;水解酶预处理对城市有机生活垃圾厌氧消化的影响[D];昆明理工大学;2011年
3 孙建平;抗生素与重金属对猪场废水厌氧消化的抑制效应及其调控对策[D];浙江大学;2009年
4 胡凯;污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 王新北;基于傅立叶红外光谱仪的材料光谱发射率测量技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 冯大伟;利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
7 宋珍霞;城市化粪池粪便污泥微生物减量技术及机理研究[D];重庆大学;2009年
8 吴云;餐厨垃圾厌氧消化影响因素及动力学研究[D];重庆大学;2009年
9 岳正波;水生植物的瘤胃微生物转化[D];中国科学技术大学;2008年
10 张业健;棕油生产废水零排放技术研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈中玉;玉米秸秆预处理及与剩余污泥混合厌氧消化研究[D];天津大学;2010年
2 毛菁菁;蔬菜废物中温单相厌氧消化性能研究[D];北京化工大学;2010年
3 刘中芳;初沉污泥的连续厌氧消化和硫化物的抑制研究[D];西安建筑科技大学;2011年
4 乔玮;城市垃圾厌氧消化处理技术研究[D];湖南大学;2004年
5 张翠丽;温度对厌氧消化产气特性影响研究[D];西北农林科技大学;2008年
6 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
7 李小风;油脂对餐厨垃圾厌氧消化抑制效应的试验研究[D];重庆大学;2010年
8 徐庆贤;厌氧消化技术处理粪便污水的实验研究[D];云南师范大学;2004年
9 熊尚凌;家庭粪便和厨余垃圾现场处理技术研究[D];华中科技大学;2004年
10 高志坚;玉米秸秆厌氧消化试验研究[D];北京化工大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 四川 顾山;汽车内外温度显示器[N];电子报;2006年
2 河北省畜牧兽医研究所研究员 张秋良;养猪环境控制要点③[N];河北农民报;2007年
3 黄朝武;沼气产业:给2.8亿吨秸秆找出路[N];农民日报;2007年
4 ;城市生活垃圾处理 国家技术政策纲要(摘录)[N];现代物流报;2007年
5 广东 刘瑞屏;双箭牌压力式温控器技术资料[N];电子报;2006年
6 冯卫东;挪威提出油气勘探黄金地带理论[N];科技日报;2007年
7 吴文伟 马婧一;没有最好 只有最适宜[N];中国建设报;2010年
8 冯卫东;挪威科学家提出油气勘探新理论[N];地质勘查导报;2007年
9 田野;超频影响稳定否?[N];计算机世界;2004年
10 塑商;赛默飞世尔科技将推出新型拉伸流变系统[N];中国包装报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978