秸稈類原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣試驗(yàn)研究.pdf

1、從實(shí)際沼氣工程中可能遇到的問題出發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)裝置研究秸稈類原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的特性。試驗(yàn)以容積1000ml的錐形瓶為發(fā)酵罐進(jìn)行靜態(tài)厭氧發(fā)酵，利用水浴鍋來控制發(fā)酵溫度，利用排水法收集發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣，用紅外沼氣分析儀測(cè)定所產(chǎn)氣體的成分，測(cè)定原料反應(yīng)前后主要化學(xué)成分的變化。試驗(yàn)研究了原料預(yù)處理、發(fā)酵條件和乙醇添加量等對(duì)秸稈類原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣效果的影響，同時(shí)還分析了提高沼氣產(chǎn)量和沼氣中甲烷含量的方法以及不同原料的發(fā)酵產(chǎn)氣特性，為實(shí)際沼氣

2、工程優(yōu)化工藝、降低能耗和提高效益提供一定的參考和依據(jù)。
　　 在試驗(yàn)開始進(jìn)行之前需要自行培養(yǎng)發(fā)酵所需的接種物，通過培養(yǎng)馴化培養(yǎng)后獲得了原適溫度分別為中溫（35℃和45℃）和高溫(53℃)的三中菌種。這些菌種活性比豬糞或污泥好，接種物自身不產(chǎn)生沼氣。根據(jù)發(fā)酵溫度選擇相適應(yīng)的接種物使得接種后啟動(dòng)較快且不會(huì)因?yàn)榻臃N物影響原料產(chǎn)氣率的測(cè)定，因此可以獲得比較準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)獲得的主要結(jié)論有:
　　 (1)在研究堆漚時(shí)間對(duì)發(fā)酵的

3、影響時(shí)用到了油菜秸、湖北棉秸及甘蔗渣3種原料，將各原料粉碎至粒徑約3cm進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油菜秸不需要堆漚即可順利啟動(dòng)發(fā)酵，湖北棉秸和甘蔗渣的最佳堆漚時(shí)間為7天。
　　 (2)以甘蔗渣為原料進(jìn)行試驗(yàn)得出其厭氧發(fā)酵的最佳條件是:初始pH7.8，接種率30％，添加適當(dāng)攪拌，確保菌種的原適溫度與發(fā)酵溫度相同進(jìn)行發(fā)酵。當(dāng)初始pH小于7.0時(shí)發(fā)酵啟動(dòng)慢且產(chǎn)氣率低。接種率小于30％時(shí)產(chǎn)氣率為接種率50％時(shí)的1/3，當(dāng)接種率大于50％發(fā)酵效果變化

4、不大。同一發(fā)酵條件下添加攪拌可以使常溫和35℃發(fā)酵產(chǎn)氣率分別提高12.81％和11.55％并可以明顯縮短發(fā)酵周期和提高降解率。發(fā)酵溫度升高有利于有機(jī)物的降解，溫度為45℃和53℃時(shí)發(fā)酵后的沼液的COD值都大于500mg·L-1。
　　 (3)以互花米草為原料進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加乙醇可以使產(chǎn)氣率提高2-3倍并維持3-5天，使甲烷含量達(dá)到80％并維持15天左右。發(fā)酵初期添加適量的乙醇可以在發(fā)酵第3天使甲烷含量達(dá)到60％。發(fā)酵過程中乙醇的

5、最佳添加量為發(fā)酵體積的0.75％，當(dāng)乙醇添加量超過2.0％時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵停止。添加乙醇對(duì)有機(jī)物的降解率沒有明顯影響，乙醇的轉(zhuǎn)化利用率為74.0％。
　　 (4)以菇渣為發(fā)酵原料進(jìn)行干發(fā)酵發(fā)現(xiàn)最佳總固體濃度為17.5％，總固體濃度大于17.5％中溫發(fā)酵時(shí)不能正常啟動(dòng)但是高溫下可以順利啟動(dòng)發(fā)酵。當(dāng)發(fā)酵因酸化停止產(chǎn)氣時(shí)可以通過添加沼液或NaOH溶液使其重新恢復(fù)產(chǎn)氣。添加沼液可以使產(chǎn)氣率恢復(fù)到正常產(chǎn)氣水平，添加NaOH只能使產(chǎn)氣率恢復(fù)到正

6、常產(chǎn)氣率的1/2。
　　 (5)通過對(duì)不同原料的發(fā)酵特性進(jìn)行研究和對(duì)比發(fā)現(xiàn)黃互花米草的產(chǎn)氣潛能最大，中溫(35℃)發(fā)酵時(shí)其有機(jī)物產(chǎn)氣率為622.82ml·g-1。黃玉米秸和黃米草在中溫發(fā)酵條件下的產(chǎn)氣效果較好，青玉米秸和青米草在高溫發(fā)酵條件下的發(fā)酵效果較好。新疆棉秸比湖北棉秸的產(chǎn)氣效果好，以黃互花米草米草為原料進(jìn)行厭氧發(fā)酵所產(chǎn)的沼氣甲烷平均含量最高(67.32％)，甘蔗渣適合作為厭氧發(fā)酵的原料但是造紙?jiān)鼌捬醢l(fā)酵的產(chǎn)氣率低不適合作