联合预处理对小麦秸秆混合厌氧发酵的影响研究

【摘要】：目前,我国对秸秆和畜禽粪便等生物质资源的不合理利用现象日益严重,这对我国现有资源造成浪费的同时,秸秆的焚烧、畜禽粪便的不科学堆放也对我们的生活环境造成了很大的影响。因此,大力开发利用生物质能源是解决我国目前环境污染和能源紧缺问题的有效途径,而利用农业废弃秸秆和粪便进行厌氧发酵产沼气是目前的研究重点。本研究针对秸秆单独发酵产气不佳和畜禽粪便原料不足的问题,模拟不同季节,在低温(15℃)、中温(35℃)、高温(55℃)下,利用NaOH和绿氧(GO)联合对秸秆进行预处理。首先,在不同的温度下筛选出最佳的联合预处理浓度,其次,在此基础上,根据不同温度下筛选出来的最佳预处理浓度,先对秸秆进行预处理,再在相应的温度下与牛粪按3:7、5:5、7:3的比例进行混合厌氧发酵,最终得出在不同温度下联合预处理后混合发酵的最佳配比组合,旨在为我国不同季节不同地区的沼气高效利用提供理论支持。试验结果如下:(1)在15℃、35℃、55℃下,选用不同浓度的NaOH和绿氧(GO)对秸秆进行预处理后厌氧发酵试验,结果表明,15℃、35℃、55℃下得到的最佳预处理组合分别为3%NaOH+0.05%GO、2%NaOH+0.05%GO、2%NaOH+0.05%GO,与对应温度下未经预处理组的效果相比,累积甲烷产气量分别提高了86%、93%、87%。(2)在15℃、35℃、55℃,分别利用各温度下的最佳处理组合对秸秆进行预处理,再在相应的温度下用预处理后的秸秆和牛粪分别按3:7、5:5、7:3进行混合厌氧发酵试验,结果表明,15℃、35℃、55℃下得到的最佳配比组合分别为D3(3:7)、E2(7:3)、F2(7:3),与对应温度下未经预处理秸秆和牛粪混合组的效果相比,累积甲烷产量分别提高90%、98%、95%。 【关键词】：厌氧发酵 畜禽粪便 小麦秸秆 联合预处理 绿氧
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 前言10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究进展11-18
• 1.2.1 秸秆和畜禽粪便利用现状和存在问题11-12
• 1.2.2 国内外秸秆预处理研究进展12-16
• 1.2.3 厌氧发酵研究进展16-18
• 1.3 研究的目的和意义18-19
• 1.4 研究内容19-20
• 1.5 技术路线20-21
• 第二章 试验材料与方法21-25
• 2.1 试验材料21
• 2.2 研究方法21-22
• 2.3 试验方案22-23
• 2.4 试验主要检测指标和方法23-24
• 2.5 试验数据处理24-25
• 第三章 结果与分析25-51
• 3.1 不同温度下不同浓度联合预处理对秸秆厌氧发酵特性的影响25-39
• 3.1.1 预处理后秸秆基本特性变化和电镜扫描结果分析25-28
• 3.1.2 15℃下联合预处理对秸秆厌氧发酵特性的影响28-31
• 3.1.3 35℃下联合预处理对秸秆厌氧发酵特性的影响31-34
• 3.1.4 55℃下联合预处理对秸秆厌氧发酵特性的影响34-37
• 3.1.5 联合预处理组合线性回归方程37-38
• 3.1.6 小结38-39
• 3.2 不同温度下优化组合处理秸秆与牛粪的不同配比对混合厌氧发酵的影响39-51
• 3.2.1 15℃下优化组合处理秸秆与牛粪的不同配比对混合厌氧发酵的影响39-42
• 3.2.2 35℃下优化组合处理秸秆与牛粪的不同配比对混合厌氧发酵的影响42-45
• 3.2.3 55℃下优化组合处理秸秆与牛粪的不同配比对混合厌氧发酵的影响45-49
• 3.2.5 不同配比线性回归分析49-50
• 3.2.6 小结50-51
• 第四章 结论与讨论51-55
• 4.1 讨论51-53
• 4.1.1 不同浓度绿氧和 Na OH 联合预处理对秸秆结构的影响51
• 4.1.2 不同浓度绿氧—Na OH 对秸秆预处理效果和厌氧发酵产气特性的影响51-52
• 4.1.3 同一浓度不同温度下各处理对秸秆预处理效果和厌氧发酵产气特性的影响52-53
• 4.1.4 不同配比对绿氧-Na OH 处理秸秆和牛粪厌氧发酵产气特性的影响53
• 4.2 结论53-54
• 4.3 研究展望54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-60
• 作者简介60

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