王武娟:羊粪与南方农业废弃物厌氧发酵产沼气条件优化研究论文

王武娟:羊粪与南方农业废弃物厌氧发酵产沼气条件优化研究论文

本文主要研究内容

作者王武娟(2019)在《羊粪与南方农业废弃物厌氧发酵产沼气条件优化研究》一文中研究指出:我国作为一个农业大国,农业废弃物数量大、品种多。厌氧干发酵具有节约用水、管理方便、产气率高、处理成本低等优点,不仅能减轻农业废弃物对环境的压力,也是实现农业废弃物资源化利用的有效途径;混合厌氧发酵可以更好的平衡营养物质,在发酵过程中有机质间发生协同效应,增强沼气生产并稳定过程,从而高效解决环境污染和能源缺乏问题。随着环保和可持续发展观念的深入人心,混合厌氧干发酵的研究是当下的热点和重点发展趋势。本文以羊粪、木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆为原料,在中温(37℃)条件下,进行单因素试验,分别研究了含固率(15%、20%、25%)、碳氮比(25、30)和粪料比(1:1、2:1、3:1)对厌氧干发酵的影响。基于单因素试验研究结果,运用中心组合试验设计,研究了羊粪与木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆三种组合条件下,含固率、碳氮比和混合比例三因素交互效应对厌氧干发酵产气量的影响,并运用响应面分析,得出最优工艺组合试验一:不同含固率对四种农业废弃物厌氧干发酵影响研究羊粪含固率对厌氧发酵产沼气效果的影响显著(P<0.05),三种含固率条件下,20%试验组单位TS累积产气量最大木薯渣三种含固率水平组间日产气量差异不显著(P>0.05),随着底物浓度的增加,产气效率下降,含固率为15%试验组单位TS累积产气量最高。水稻秸秆三种含固率水平间日产气量差异极显著(P<0.01),20%含固率条件下厌氧发酵反应效率最高,单位TS累积产气量最大。甘蔗渣三种含固率水平间日产气量差异不显著(P>0.05),含固率为15%条件下厌氧发酵反应效率最高,单位TS累积产气量最大。试验二:碳氮比对木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆厌氧干发酵影响研究水稻秸秆三种碳氮比水平间日产气量差异不显著(P>0.05)。与未做调节的试验组相比,碳氮比25和30两组累积产气量分别增长了 7.03%和14.6%。木薯渣三种碳氮比水平间日产气量差异极显著(P<0.01),碳氮比为30的条件下产沼气效果最好,碳氮比对木薯渣厌氧发酵影响较大,对碳氮比的适当调整有利于木薯渣厌氧消化的进行。甘蔗渣三种碳氮比水平间日累积产气量差异极显著(P<0.01),碳氮比为25的试验组单位TS累积产气量为160.82NmL/g,与之相比,碳氮比为30和未做碳氮比调节的试验组累积产气量分别降低了5.96%、28.01%。从产气速率来看,碳氮比为25试验组为最佳,从产气稳定性来看,碳氮比为25和30的试验组产气趋势较为平稳,缓慢下降,波动较小。在本试验选定区间内,25是甘蔗渣厌氧发酵的最适碳氮比。试验三:羊粪与木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆混合厌氧干发酵试验研究羊粪与水稻秸秆混合发酵试验,三种比例条件下,3:1时累积产气量最大。比例1:1与1:0、0:1组间差异不显著(P>0.05),混合比例2:1与1:0、0:1组间差异不显著,混合比例3:1与1:0、0:1组间差异显著(P<0.05)。羊粪与木薯渣混合发酵试验,比例为3:1时累积产气量最大。累积产气量组间差异极显著(P<0.01),混合比例1:0与1:1、2:1、3:1组间差异不显著,混合比例0:1与1:1、2:1、3:1组间差异极显著(P<0.01)。羊粪与甘蔗渣混合发酵试验,比例为3:1时累积产气量最大。混合比例1:1与1:0、0:1组间日产气量差异不显著(P>0.05),混合比例2:1与1:0、0:1组间日产气量差异不显著(P>0.05),混合比例3:1与1:0、0:1组间日产气量差异显著(P<0.05)。试验四:响应面法两种原料混合厌氧发酵产沼气工艺优化(1)羊粪与水稻秸秆响应面优化试验结果各因素对羊粪与水稻秸秆混合发酵累积产气量的影响程度按含固率、混合比、碳氮比依次降低,运用最优化分析可得,当含固率17.33%,碳氮比22.84,羊粪稻秸混合比例为2.33时,累积产气量为最大值7937.07NmL。(2)羊粪与木薯渣响应面优化试验结果各因素对羊粪与木薯渣混合发酵累积产气量的影响程度按含固率、混合比、碳氮比依次降低。运用优化分析可得,当含固率19.72%,碳氮比25.02,羊粪稻秸混合比例为2.09时,累积产气量为最大值10059.3NmL。(3)羊粪与甘蔗渣响应面优化试验结果各因素对羊粪与甘蔗渣混合发酵累积产气量的影响程度按含固率、碳氮比、混合比依次减弱。运用优化分析可得,三种因素编码水平分别为0.85,-0.50,-0.03时,对应含固率19.25%,碳氮比22.51,羊粪稻秸混合比例为1.97时,累积产气量为最大值5452.61NmL。

Abstract

wo guo zuo wei yi ge nong ye da guo ,nong ye fei qi wu shu liang da 、pin chong duo 。ya yang gan fa jiao ju you jie yao yong shui 、guan li fang bian 、chan qi lv gao 、chu li cheng ben di deng you dian ,bu jin neng jian qing nong ye fei qi wu dui huan jing de ya li ,ye shi shi xian nong ye fei qi wu zi yuan hua li yong de you xiao tu jing ;hun ge ya yang fa jiao ke yi geng hao de ping heng ying yang wu zhi ,zai fa jiao guo cheng zhong you ji zhi jian fa sheng xie tong xiao ying ,zeng jiang zhao qi sheng chan bing wen ding guo cheng ,cong er gao xiao jie jue huan jing wu ran he neng yuan que fa wen ti 。sui zhao huan bao he ke chi xu fa zhan guan nian de shen ru ren xin ,hun ge ya yang gan fa jiao de yan jiu shi dang xia de re dian he chong dian fa zhan qu shi 。ben wen yi yang fen 、mu shu zha 、gan zhe zha he shui dao jie gan wei yuan liao ,zai zhong wen (37℃)tiao jian xia ,jin hang chan yin su shi yan ,fen bie yan jiu le han gu lv (15%、20%、25%)、tan dan bi (25、30)he fen liao bi (1:1、2:1、3:1)dui ya yang gan fa jiao de ying xiang 。ji yu chan yin su shi yan yan jiu jie guo ,yun yong zhong xin zu ge shi yan she ji ,yan jiu le yang fen yu mu shu zha 、gan zhe zha he shui dao jie gan san chong zu ge tiao jian xia ,han gu lv 、tan dan bi he hun ge bi li san yin su jiao hu xiao ying dui ya yang gan fa jiao chan qi liang de ying xiang ,bing yun yong xiang ying mian fen xi ,de chu zui you gong yi zu ge shi yan yi :bu tong han gu lv dui si chong nong ye fei qi wu ya yang gan fa jiao ying xiang yan jiu yang fen han gu lv dui ya yang fa jiao chan zhao qi xiao guo de ying xiang xian zhe (P<0.05),san chong han gu lv tiao jian xia ,20%shi yan zu chan wei TSlei ji chan qi liang zui da mu shu zha san chong han gu lv shui ping zu jian ri chan qi liang cha yi bu xian zhe (P>0.05),sui zhao de wu nong du de zeng jia ,chan qi xiao lv xia jiang ,han gu lv wei 15%shi yan zu chan wei TSlei ji chan qi liang zui gao 。shui dao jie gan san chong han gu lv shui ping jian ri chan qi liang cha yi ji xian zhe (P<0.01),20%han gu lv tiao jian xia ya yang fa jiao fan ying xiao lv zui gao ,chan wei TSlei ji chan qi liang zui da 。gan zhe zha san chong han gu lv shui ping jian ri chan qi liang cha yi bu xian zhe (P>0.05),han gu lv wei 15%tiao jian xia ya yang fa jiao fan ying xiao lv zui gao ,chan wei TSlei ji chan qi liang zui da 。shi yan er :tan dan bi dui mu shu zha 、gan zhe zha he shui dao jie gan ya yang gan fa jiao ying xiang yan jiu shui dao jie gan san chong tan dan bi shui ping jian ri chan qi liang cha yi bu xian zhe (P>0.05)。yu wei zuo diao jie de shi yan zu xiang bi ,tan dan bi 25he 30liang zu lei ji chan qi liang fen bie zeng chang le 7.03%he 14.6%。mu shu zha san chong tan dan bi shui ping jian ri chan qi liang cha yi ji xian zhe (P<0.01),tan dan bi wei 30de tiao jian xia chan zhao qi xiao guo zui hao ,tan dan bi dui mu shu zha ya yang fa jiao ying xiang jiao da ,dui tan dan bi de kuo dang diao zheng you li yu mu shu zha ya yang xiao hua de jin hang 。gan zhe zha san chong tan dan bi shui ping jian ri lei ji chan qi liang cha yi ji xian zhe (P<0.01),tan dan bi wei 25de shi yan zu chan wei TSlei ji chan qi liang wei 160.82NmL/g,yu zhi xiang bi ,tan dan bi wei 30he wei zuo tan dan bi diao jie de shi yan zu lei ji chan qi liang fen bie jiang di le 5.96%、28.01%。cong chan qi su lv lai kan ,tan dan bi wei 25shi yan zu wei zui jia ,cong chan qi wen ding xing lai kan ,tan dan bi wei 25he 30de shi yan zu chan qi qu shi jiao wei ping wen ,huan man xia jiang ,bo dong jiao xiao 。zai ben shi yan shua ding ou jian nei ,25shi gan zhe zha ya yang fa jiao de zui kuo tan dan bi 。shi yan san :yang fen yu mu shu zha 、gan zhe zha he shui dao jie gan hun ge ya yang gan fa jiao shi yan yan jiu yang fen yu shui dao jie gan hun ge fa jiao shi yan ,san chong bi li tiao jian xia ,3:1shi lei ji chan qi liang zui da 。bi li 1:1yu 1:0、0:1zu jian cha yi bu xian zhe (P>0.05),hun ge bi li 2:1yu 1:0、0:1zu jian cha yi bu xian zhe ,hun ge bi li 3:1yu 1:0、0:1zu jian cha yi xian zhe (P<0.05)。yang fen yu mu shu zha hun ge fa jiao shi yan ,bi li wei 3:1shi lei ji chan qi liang zui da 。lei ji chan qi liang zu jian cha yi ji xian zhe (P<0.01),hun ge bi li 1:0yu 1:1、2:1、3:1zu jian cha yi bu xian zhe ,hun ge bi li 0:1yu 1:1、2:1、3:1zu jian cha yi ji xian zhe (P<0.01)。yang fen yu gan zhe zha hun ge fa jiao shi yan ,bi li wei 3:1shi lei ji chan qi liang zui da 。hun ge bi li 1:1yu 1:0、0:1zu jian ri chan qi liang cha yi bu xian zhe (P>0.05),hun ge bi li 2:1yu 1:0、0:1zu jian ri chan qi liang cha yi bu xian zhe (P>0.05),hun ge bi li 3:1yu 1:0、0:1zu jian ri chan qi liang cha yi xian zhe (P<0.05)。shi yan si :xiang ying mian fa liang chong yuan liao hun ge ya yang fa jiao chan zhao qi gong yi you hua (1)yang fen yu shui dao jie gan xiang ying mian you hua shi yan jie guo ge yin su dui yang fen yu shui dao jie gan hun ge fa jiao lei ji chan qi liang de ying xiang cheng du an han gu lv 、hun ge bi 、tan dan bi yi ci jiang di ,yun yong zui you hua fen xi ke de ,dang han gu lv 17.33%,tan dan bi 22.84,yang fen dao jie hun ge bi li wei 2.33shi ,lei ji chan qi liang wei zui da zhi 7937.07NmL。(2)yang fen yu mu shu zha xiang ying mian you hua shi yan jie guo ge yin su dui yang fen yu mu shu zha hun ge fa jiao lei ji chan qi liang de ying xiang cheng du an han gu lv 、hun ge bi 、tan dan bi yi ci jiang di 。yun yong you hua fen xi ke de ,dang han gu lv 19.72%,tan dan bi 25.02,yang fen dao jie hun ge bi li wei 2.09shi ,lei ji chan qi liang wei zui da zhi 10059.3NmL。(3)yang fen yu gan zhe zha xiang ying mian you hua shi yan jie guo ge yin su dui yang fen yu gan zhe zha hun ge fa jiao lei ji chan qi liang de ying xiang cheng du an han gu lv 、tan dan bi 、hun ge bi yi ci jian ruo 。yun yong you hua fen xi ke de ,san chong yin su bian ma shui ping fen bie wei 0.85,-0.50,-0.03shi ,dui ying han gu lv 19.25%,tan dan bi 22.51,yang fen dao jie hun ge bi li wei 1.97shi ,lei ji chan qi liang wei zui da zhi 5452.61NmL。

论文参考文献

  • [1].农业废弃物厌氧发酵及沼肥利用过程碳氮变化研究[D]. 刘烨.武汉轻工大学2018
  • [2].农村混合废物干式厌氧发酵工艺优化及沼渣的综合利用[D]. 李娜.武汉理工大学2018
  • [3].木薯酒糟沼气发酵的工艺条件优化[D]. 刘天天.南阳师范学院2019
  • [4].电化学辅助调整牛粪厌氧发酵处理方法研究[D]. 郝雪晖.内蒙古大学2019
  • [5].猪粪和玉米秸秆混合厌氧发酵产气特性及微生物多样性分析[D]. 王海鹏.黑龙江八一农垦大学2019
  • [6].组合菌的产酶条件优化及对玉米秸秆厌氧发酵促进的研究[D]. 初晓冬.东北农业大学2019
  • [7].带有回热回质的太阳能恒温厌氧发酵系统性能研究[D]. 曹鹏.兰州理工大学2019
  • [8].厌氧发酵装置内多相流数值模拟及能耗预测[D]. 杨胜明.东北农业大学2019
  • [9].预处理对玉米秸秆厌氧发酵浮渣层及产气特性影响研究[D]. 许相.东北农业大学2019
  • [10].巨菌草和其他有机废弃物厌氧发酵产沼气的研究[D]. Kornel Ramaisa.福建农林大学2015
  • 读者推荐
  • [1].构树叶与有机废弃物共发酵产甲烷特性研究[D]. 何宇.兰州理工大学2019
  • [2].民国时期云南乡村建设研究[D]. 刘晓斌.云南师范大学2008
  • [3].固体酸催化作用下苯和γ-丁内酯气固相合成α-四氢萘酮反应的研究[D]. 王存进.浙江大学2010
  • [4].新记《大公报》的用人策略和启示[D]. 张孟军.广西大学2008
  • [5].锂离子电池阻燃剂的研究和开发[D]. 贺艳兵.天津大学2007
  • [6].基于壳聚糖的聚电解质复合微球的制备和表征[D]. 王春旭.复旦大学2009
  • [7].电动负载模拟器控制方法研究[D]. 朱伟.西北工业大学2005
  • [8].上海二期课改自然科学学习领域课程整体设计的研究[D]. 严奕峰.上海师范大学2005
  • [9].带高位型钢混凝土转换层建筑结构抗震性能研究[D]. 刘成清.西南交通大学2005
  • [10].论新时期诗歌的“史诗”追求[D]. 蔡飞飞.南京师范大学2006
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自广西大学的王武娟,发表于刊物广西大学2019-10-14论文,是一篇关于农业废弃物论文,厌氧干发酵论文,产气量论文,响应面分析论文,广西大学2019-10-14论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自广西大学2019-10-14论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    王武娟:羊粪与南方农业废弃物厌氧发酵产沼气条件优化研究论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢