论文摘要
目前,中国大多数沼气工程均采用农作物秸秆与畜禽粪便为主要原料,但对于实际沼气工程的工艺控制,尤其是对于沼气工程进料混配及发酵浓度等控制工艺仍缺少参考和支撑。该研究采用玉米秸秆与牛粪原料,在中温条件下,利用纯牛粪、纯秸秆以及秸秆与牛粪干物质比（S:CM）=1:1、1:3、3:1条件的混合原料,按照不同干物质浓度（total solid,TS）=3%、6%、8%,梯次启动CSTR反应器,系统探讨物料配比与发酵浓度对反应器产气量、甲烷体积分数、pH值、氧化还原电位（oxidation-reductionpotential,ORP）、挥发酸（volatilefattyacids,VFAs）含量等运行特征的影响。结果表明,正常运行时,纯秸秆与纯牛粪条件下厌氧发酵产气效果显著低于混合原料,且所有条件下反应器的产气量基本都随着发酵浓度升高而升高。在发酵浓度为8%条件下,S:CM=3:1和1:1的反应器容积产气率在运行130和150 d后分别达到峰值0.78和0.76 L/（L·d）。随着反应器的持续运行,170 d后各反应器的产气率与pH值降低,而VFAs与ORP升高。S:CM=3:1和1:1的反应器容积产气率降低至0.6 L/（L·d）,pH值降低至6.5左右。这主要是由于恒定的搅拌功率条件下,随着反应器内TS升高,搅拌转速降低,进而在反应器内产生搅拌死区与浮渣等问题,导致反应器内局部酸化,造成系统整体失稳。在启动期间,所有5个条件下反应器内ORP呈缓慢上升趋势。运行172 d后,S:CM=1:1条件下ORP迅速增加至高于–300 mV。总体而言,厌氧系统中VFA浓度随着进料中秸秆比例增加而增加,且丙酸积累发生并变得更加严重。这也在一定程度上表明,与采用秸秆与粪便混合原料厌氧发酵相比,采用纯秸秆原料厌氧发酵生产沼气厌氧反应器的运行稳定性较差。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 冯晶,赵兰兰,赵立欣,姚宗路,于佳动,罗娟,陈建坤
关键词: 发酵,秸秆,沼气,进料浓度,产气特性
来源: 农业工程学报 2019年14期
年度: 2019
分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑
专业: 环境科学与资源利用,新能源,农业基础科学,农业工程
单位: 农业部规划设计研究院农村能源与环保研究所农业部农业废弃物能源化利用重点试验室,黑龙江八一农垦大学
基金: 现代农业产业技术体系专项资金资助CARS-02
分类号: S216.4;X71
页码: 221-227
总页数: 7
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