秸稈的氨化厭氧發(fā)酵工藝優(yōu)化與反應器的啟動.pdf

1、隨著我國人口數量增多，對糧食需求加大，農作物產量大幅度提高，致使副產物秸稈的數量也極具增加。由于農村科技水平較低，傳統的處置方法不僅起不到生物質的高效利用，而且還對大氣、土壤等生態(tài)系統造成一定危害。通過利用厭氧發(fā)酵技術，將農作物秸稈作為消化原料進行沼氣生產，發(fā)酵后的沼渣進行簡單處理后還可以作為有機生態(tài)肥料二次利用，完全能夠達到無害化處理的目的，是緩解我國農村與城市用能緊張行之有效的措施。但因農作物秸稈中，具有較高的木質素成分，不易被厭氧

2、生物菌消化代謝，導致沼氣產量少，發(fā)酵效率低，從而限制了秸稈沼氣產業(yè)的大規(guī)模發(fā)展。此外，在秸稈的厭氧發(fā)酵工藝中，工藝條件的選擇對能否實現發(fā)酵體系的快速啟動和最終的產氣效果都會造成很大影響。因此，為提高秸稈的原料利用率和發(fā)酵體系的產氣水平，本課題以小麥秸稈為實驗材料，通過氨化預處理手段改善小麥秸稈的可降解性，研究在進行厭氧發(fā)酵時不同因素條件對產氣特性的影響，并對氨化厭氧發(fā)酵工藝進行優(yōu)化，最終將優(yōu)化后的發(fā)酵工藝用于自行設計的厭氧反應器的啟動。

3、
　　 本論文的研究內容分為三部分:首先，研究了氨化時間對預處理效果的影響，及在不同溫度、原料組分配比和發(fā)酵濃度下的氨化厭氧發(fā)酵過程，并對秸稈的氨化厭氧發(fā)酵工藝進行優(yōu)化;其次，采用發(fā)酵殘料作為接種物，并通過補料-分批發(fā)酵實驗，研究了在不同接種量下的產氣過程;最后，設計制備了立式圓柱形水浴夾層保溫生物反應器，并進行反應器的發(fā)酵啟動，對啟動過程中的各項指標進行檢測分析。
　　 實驗結果表明:(1)氨化時間越長，麥秸的處理效果

4、變好，氨化15d已可有效地破壞秸稈的纖維結構，提高秸稈中揮發(fā)性固體含量，使表面親水性能增強;中溫(35℃)、原料組分配比為秸稈∶牛糞∶污泥=1∶0.5∶0.5（干物質質量比）、發(fā)酵濃度調節(jié)到20％的氨化厭氧發(fā)酵工藝條件最優(yōu)，產氣效果最好。(2)發(fā)酵殘料接種實驗中，接種量為1∶2（原料與接種物干重比）時具有較高的產氣速率，產氣總量最大;在間歇補料二次發(fā)酵時，發(fā)酵系統的產氣性能減弱，單位秸稈TS產氣率降低;并將不同添加原料組分實驗的產氣效果