搅拌和沼液回流对麦秸序批式厌氧消化性能影响的试验研究

论文摘要

本文研究了厌氧消化反应的启动情况,搅拌和沼液回流对厌氧消化反应的影响。以麦秸为原料,利用序批式进料方式,通过对产气量、VFA、氨氮含量、半纤维素、纤维素、木素等含量变化,以及pH值,甲烷含量等厌氧消化参数的考察,得到如下结果：（1）麦秸序批式进出料实验的最佳启动方式是50g·L-1负荷启动,稳定后将负荷提升至65g·L-1。50g·L-1负荷启动时未出现明显酸化现象,pH值能较快稳定在6.8～7.5范围之间,甲烷含量维持在50%-60%之间,日均产气量可以达到5.89L·d-1,单位TS产气量为0.36L·g-1。（2）提高搅拌时间可以提高厌氧消化产气量,有利于底物中可降解物的降解,但对pH值和甲烷含量变化没有显著影响。1h搅拌一次的产气量最高,日均产气量为6.1 L·d-1,单位TS产气量为0.47L·g-1,单位VS产气量为0.56L·g-1。（3）随着沼液回流比的增加,日产气量和单位TS、VS产气量均是先上升后下降的趋势。30%沼液回流产气量最高,日产气量达到5.60L·d-1,单位TS和VS产气量为0.44L·g-1和0.69L·g-1,从半纤维素和纤维素的降解率来看,30%沼液回流的降解率最高,分别达到了49.2%和68.8%。pH值和甲烷含量不随沼液回流比的不同而变化,均稳定在一定范围内波动。此外,在沼液回流过程中,氨氮含量逐渐降低,应适当的补充氮源。因此,厌氧消化启动的最佳方式是50g·L-1负荷启动,稳定后将负荷提升至65g·L-1；最佳搅拌频率是1h搅拌一次；最佳沼液回流比是30%。本研究结论可以为大中型秸秆沼气工程提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 秸秆的理化特性
• 1.1.1 秸秆的结构组成
• 1.1.2 秸秆成分的理化性质
• 1.2 秸秆厌氧消化技术简述
• 1.2.1 秸秆厌氧消化工艺流程
• 1.2.2 影响厌氧消化反应的因素
• 1.3 搅拌研究现状
• 1.3.1 搅拌的作用
• 1.3.2 搅拌方式分类
• 1.4 沼液利用研究现状
• 1.5 研究目的、意义及研究内容
• 第二章 实验设计和方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 分析仪器
• 2.3 实验装置
• 2.4 实验方案
• 2.4.1 实验方法
• 2.4.2 参数测定
• 2.4.3 分析方法
• 2.5 实验运行与维护
• 第三章 麦秸序批式厌氧消化实验的启动
• 3.1 酸化情况
• 3.2 日产气量
• 3.3 日均产气量和单位TS产气量
• 3.4 pH值变化
• 4含量'>3.5 CH₄含量
• 3.6 本章小结
• 第四章 搅拌对厌氧消化性能的影响
• 4.1 日产气量
• 4.2 单位TS和VS产气量
• 4.3 pH值变化
• 4.4 VFA含量变化
• 4.5 氨氮含量变化
• 4.6 甲烷含量变化
• 4.7 麦秸主要成分的变化
• 4.8 本章小结
• 第五章 沼液回流对厌氧消化性能的影响
• 5.1 日产气量
• 5.2 单位TS和VS产气量
• 5.3 pH值变化
• 5.4 VFA含量变化
• 5.5 氨氮含量变化
• 5.6 甲烷含量变化
• 5.7 麦秸主要成分的变化
• 5.8 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所发表的学术论文发表及已接收的论文
• 作者和导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书