多原料混合厭氧共發(fā)酵制沼氣工藝優(yōu)化.pdf

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