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文檔簡介
1、沼氣厭氧發(fā)酵利用畜禽糞便,農(nóng)作物秸稈等原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)生成為人類所利用的新能源。但由于沼氣發(fā)酵的原料單一,營養(yǎng)物質(zhì)供給不足的缺點(diǎn),使得單原料沼氣發(fā)酵沒有很大空間的提升。而多原料混合厭氧沼氣發(fā)酵為微生物提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),并且能夠就地取材,利用多余的廢棄有機(jī)物,如廚余垃圾,城市生活垃圾等等,這不僅減少有機(jī)廢物對(duì)環(huán)境的污染,而且變廢為寶,為人類提供清潔的能源。但多原料混合發(fā)酵的制約因素很多,如原料配比,溫度,pH值,C/N等因素。本論文比較其
2、他研究成果,選擇發(fā)酵原料為秸稈,廚余垃圾,豬糞,確定原料配比,C/N,TS濃度作為研究因素,并且利用響應(yīng)曲面的方法得出最佳工藝的條件。
本論文首先選取秸稈,廚余垃圾和豬糞作為試驗(yàn)原料,對(duì)三種原料進(jìn)行理化性質(zhì)的分析,利用響應(yīng)曲面制定了秸稈與豬糞,秸稈與廚余,廚余與豬糞的試驗(yàn)方案,分別進(jìn)行了秸稈與豬糞,秸稈與廚余垃圾,廚余垃圾與豬糞三組試驗(yàn)。分析每組試驗(yàn)的產(chǎn)氣量,產(chǎn)氣率,木質(zhì)纖維素的變化,并最終利用響應(yīng)曲面的方法對(duì)總產(chǎn)氣量進(jìn)行分析
3、,得出適宜的工藝條件,在得出三組試驗(yàn)的適宜工藝條件后,根據(jù)情況制定了三種原料混合的發(fā)酵試驗(yàn),利用響應(yīng)曲面得出適宜的工藝條件。最后利用理論值進(jìn)行驗(yàn)證分析試驗(yàn)。
通過試驗(yàn)得出以下結(jié)論:
(1)在秸稈與豬糞混合發(fā)酵的試驗(yàn)中,根據(jù)響應(yīng)曲面法的最優(yōu)解得出秸稈與豬糞發(fā)酵最佳工藝參數(shù)為:原料配比(秸稈:豬糞)=1.19,最佳碳氮比為20.32,最佳TS濃度為10.10%,最佳預(yù)測產(chǎn)氣量為26448.2mL。預(yù)測產(chǎn)氣率為155.58
4、mL/g。
(2)在秸稈與廚余垃圾的混合發(fā)酵試驗(yàn)中,根據(jù)響應(yīng)曲面法的最優(yōu)解得出秸稈與廚余發(fā)酵最佳工藝參數(shù)為:原料配比(秸稈:廚余)=1.29:1;C/N(碳氮比)=20.42;TS(干物質(zhì)濃度)=10.07%。甲烷的預(yù)期最佳產(chǎn)氣量為21431.7mL,產(chǎn)期率為126.06mL/g。
(3)在廚余垃圾與豬糞的混合發(fā)酵試驗(yàn)中,在調(diào)節(jié)pH值的情況下,試驗(yàn)在第二天,第三天均出現(xiàn)了過度酸化的情況,并且在此后的一周之內(nèi),試驗(yàn)均沒
5、有啟動(dòng)。說明廚余垃圾與豬糞不宜混合發(fā)酵。
(4)在三種原料混合發(fā)酵的試驗(yàn)中,根據(jù)響應(yīng)曲面法的最優(yōu)解得出三種原料混合發(fā)酵最佳工藝參數(shù)為:原料配比(廚余含量)=1:0.5:0.5(25%);C/N(碳氮比)=20.17;TS(干物質(zhì)濃度)=9.99%。甲烷的預(yù)期最佳產(chǎn)氣量為29179.6mL,產(chǎn)期率為171.65mL/g。
(5)在結(jié)論驗(yàn)證試驗(yàn)中,秸稈與豬糞驗(yàn)證發(fā)酵試驗(yàn)的總產(chǎn)氣量為26480mL,總產(chǎn)氣率為155.76m
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