浮萍净化养殖废水与沼气发酵利用实验研究

【摘要】：浮萍是对浮萍科(Lemnaceae)植物的总称，近年来以其高淀粉含量、高繁殖速度、培养和收获方式简易等特点被认为是进行有机废水净化和生物质能源生产的优良植物物种，具有重要的生态价值与能源价值。本文在前人的研究基础上针对其净化能力以及资源化利用方式进行了实验探索：1)不同浓度养殖废水对浮萍生长能力及能量固定能力的影响研究；2)采用批次发酵实验进行浮萍产沼气潜力研究；3)浮萍作为主要原料进行厌氧干发酵研究，主要着重于其物料配比的研究。全文得出结论如下： (1)实验研究表明：浮萍在1%稀释浓度养殖废水中表现出最好的污染物净化能力，其次是5%稀释废水浓度培养的浮萍。多项式回归分析表明：可以使浮萍获得最大C和能量固定能力的废水稀释浓度为3.4%，对应的氨氮浓度为26mg/L，TP浓度为3.4mg/L。研究结果为进一步优化高生物质生产、高污染物去除率的养殖废水-浮萍培养体系提供了一定的基础。 (2)预备性实验研究了在35℃条件下浮萍的产沼气潜力。结果表明：在批次发酵条件下浮萍产沼气能够达到0.23L/gVS或者更高，比较而言浮萍与小麦秸秆混合发酵的效果更好。 (3)以浮萍和奶牛粪为发酵原料在中温条件下进行了半连续厌氧干发酵实验，侧重研究原料配比对发酵过程的影响。实验设置奶牛粪与浮萍配比(以TS)计分别为1:0.33、1:0.5、1:0.67和1:1，HRT均采用30d。实验表明在HRT为30d条件下，奶牛粪与浮萍配比为1:0.67时产气情况最佳，容积产气率和原料产气率分别为0.50L/(L·d)和0.33L/gVS。 【关键词】：浮萍 厌氧干发酵 物料配比 净化能力
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X714;S216.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 英文缩略表12-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 引言13
• 1.2 浮萍概述13-18
• 1.2.1 浮萍的组分及生长能力13-14
• 1.2.2 影响浮萍生长的因素14-16
• 1.2.3 浮萍在环境保护与修复方面的研究进展16-17
• 1.2.4 生物质资源化利用17-18
• 1.3 沼气厌氧干发酵18-19
• 1.4 研究目的及内容19-20
• 1.4.1 研究目的及意义19
• 1.4.2 研究内容19-20
• 第二章 浮萍对不同浓度养殖废水的净化效果和生长特性20-26
• 2.1 实验目的20
• 2.2 实验材料与方法20-21
• 2.2.1 实验材料20
• 2.2.2 实验方法20-21
• 2.3 结果与分析21-25
• 2.3.1 浮萍对不同浓度猪场废水的净化能力21-23
• 2.3.2 不同稀释浓度养殖废水中浮萍生物质和能量的积累23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 浮萍厌氧消化预备性实验26-30
• 3.1 实验目的26
• 3.2 实验材料与方法26-27
• 3.2.1 实验材料26
• 3.2.2 实验装置26-27
• 3.2.3 实验方法与条件27
• 3.2.4 分析项目与条件27
• 3.3 结果与讨论27-29
• 3.3.1 发酵温度27
• 3.3.2 产气曲线27-28
• 3.3.3 发酵前后发酵原料成分变化28
• 3.3.4 浮萍发酵产沼气潜力28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 浮萍与奶牛粪混合厌氧干发酵研究30-35
• 4.1 实验目的30
• 4.2 实验材料与方法30-31
• 4.2.1 实验材料30
• 4.2.2 实验装置30-31
• 4.2.3 实验方法与条件31
• 4.2.4 分析项目与条件31
• 4.3 结果与讨论31-34
• 4.3.1 启动实验31-32
• 4.3.2 物料比例对发酵产气的影响32-33
• 4.3.3 物料比例对发酵浓度的影响33-34
• 4.4 本章小结34-35
• 第五章 结论与展望35-36
• 5.1 结论35
• 5.2 展望35-36
• 参考文献36-41
• 附件41-45
• 致谢45-46
• 作者简历46

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