微量金屬元素對提高沼氣產量的研究.pdf

1、沼氣厭氧發(fā)酵過程是一個由多種微生物結合,交替相互作用的復雜生物反應過程。正是因為在發(fā)酵的復雜過程中,產甲烷菌和不產甲烷細菌互相之間制約,又相互依賴,最終處于一種動態(tài)平衡狀態(tài),達到和諧統(tǒng)一,使之穩(wěn)定增長。
　　 產甲烷菌是沼氣發(fā)酵中最重要的微生物之一,同時也是自然界碳素循環(huán)中厭氧生物鏈的最后一個成員。這對于有效地控制沼氣發(fā)酵過程,了解發(fā)酵進行階段,優(yōu)化發(fā)酵條件,提高產沼氣效率,具有極其重要的意義。
　　 微生物只有滿足一定

2、的營養(yǎng)條件,才能正常的生長、繁殖以及完成各種生理活動的需要。它們的作用可概括為形成自身的物質結構、提供能量和調節(jié)代謝等三個主要的作用。微生物所需要的基本營養(yǎng)物質有六大類要素,即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源。
　　 本文以提高沼氣產量為目的,通過添加微量的金屬元素來提高微生物的活性,并以此開展了以下幾個方面的研究工作:
　　 第一:以玉米為原料生產酒精后的廢糟液為培養(yǎng)微生物的物質條件,在培養(yǎng)基中添加不同的微量金屬

3、元素,來提高甲烷菌沼氣的產氣量。通過大量的平行實驗確定了微量金屬元素組合為六水合氯化鎳,四水合氯化亞鐵,六水合氯化鈷。并通過正交實驗確定了三種微量金屬鹽的添加量,分別為200 ug/L·d,1000ug/L·d,100ug/L·d。
　　 第二:以醋酸原料為基質進行厭氧性發(fā)酵實驗,對連續(xù)性厭氧發(fā)酵和間歇性厭氧發(fā)酵的甲烷菌沼氣氣量進行了大量的實驗,對上述的實驗結果進行驗證。實驗結果表明:連續(xù)式厭氧發(fā)酵技術比不連續(xù)式厭氧發(fā)酵技術的產

4、氣增長率要高69％以上。因此,就以連續(xù)性厭氧發(fā)酵為實驗基礎,添加微量金屬鹽對其進行單因素實驗,并以單因素實驗結果為基礎設計了正交實驗,確定了以醋酸基質的連續(xù)性厭氧發(fā)酵工藝,得出微量金屬鹽的最佳添加量分別為六水合氯化鎳:400ug/L·d,四水合氯化亞鐵:3000ug/L·d,六水合氯化鈷:150ug/L·d,通過此方案可使甲烷菌產沼氣率高達96％。
　　 第三:在企業(yè)中進行中試生產實驗,對膨脹顆粒污泥床反應器和上流式污泥床反應器

5、進行了實驗比較,并對膨脹顆粒污泥床反應器內的各種指標做了檢測。實驗結果表明,添加微量金屬鹽進行實驗后,兩種反應器的沼氣產氣量都有所增加,并且產氣量增長率也都有很大提高。但膨脹顆粒污泥床反應器和上流式污泥床反應器相比較而言,膨脹顆粒污泥床反應器的沼氣產氣量更大一些,產氣增長率可達19.74％。這表明:膨脹顆粒污泥床反應器更適合對玉米酒精糟液進行處理。可見,通過添加這些微量金屬元素,可以大幅度的提高糟液的處理量,同時可多產沼氣,從而提高沼氣