混合厌氧发酵对秸秆类原料产沼性能的影响(2)

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根据有关部门的研究报告《2011-2015年中国生物质能利用产业投资分析及前景预测报告》，在其中我们可以清楚看到我国的生物质能资源是非常丰富的，现如今我国对牲畜排泄、有机垃圾、农工废弃物等的利用还非常少。因此，自2003年，我国农业部门对农村沼气建设进行了巨大投入。中国在2003、2004年启动国债20亿元左右，一共鼓励了206万户农民进行沼气池的改造与建设，到2006年底已经总共投入了国债55亿元左右。“一池三改”为项目建设的最基本的单元，比如沼气池与改圈建设、改厕以及改厨一起同时进行开发，南方“猪沼果”、“四位一体”和西北“五配套”等对沼气进行充分利用的模式已成为政府大力扶持的生态建设项目。

沼气发酵能够将有机废弃物，尤其是农村生产生活产出的，进行理想的利用与回收[2]。树叶、秸秆、杂草混合人畜的粪尿能够发酵进而产气，这是农村沼气利用的情况，而能够发酵产气的原料种类其实非常多，国内外的实验证明，沼气池都可以有效地利用这类原料来发酵产生沼气，并且产气的能力较强。秸秆与人畜粪尿混合并使其发酵而产生沼气的方法广泛地应用在农村的中小学校，来达到建设生态学校的目的，这种校园的节能模式与能源再生利用的技术的广泛应用，有利于在下一代中将可持续发展的理念传播，有效将生态环保意识扩散，同时使同学们的生活质量有所提高，非常的有意义[3]。

沼气微生物在生长繁殖中需要一定量的氮源和碳源合成细胞，同时消耗一定量的碳源作为能量来源，这就出现了碳氮比的问题，合适的碳氮比是协调微生物正常生长和旺盛繁殖的关键因素，直接决定沼气的产生及产量。秸秆原料含碳量普遍偏高，添加适量牛粪进行混合厌氧发酵，有效提高沼气产量，探索其产气性能及其规律。

为了能够提供充足的养分给厌氧发酵微生物进行生命活动，以期得到更多的沼气的产量，我们选择将稻秆与牛粪这两类有机废物混合来进行厌氧发酵。在厌氧发酵的过程中，蛋白质、脂肪以及碳水化合物等有机物的含量和发酵反应进行的效率，还有碳氮比（C/N）的问题，都能很大程度上影响发酵试验的成果[4]。所以，为了得到更多的沼气产量，稻秆与牛粪混合的配比将成为我们试验的目的。

2 选题的背景概况简述

2.1 理论背景

2.1.1 沼气厌氧发酵原理概况

厌氧消化是厌氧发酵的别称，在厌氧的条件中，将有机废物通过各类微生物的生命活动进行有效地转化，目的则是产生沼气供生产生活使用。在微生物学中，发酵被定义为：在不添加氧化剂时，一部分有机物作为氧化剂被还原，而另一部分有机物作为还原剂被氧化的生物学过程。在生态学中，沼气发酵系统可以被分为两类，分别是稳定系统及不稳定系统。沼气的发酵系统是一个比较复杂的系统，具有菌群多层次多的特点[5]。在一次性加料发酵进行的时候，在最初的基质不停地向中间产物转移的过程中，优势种群和微生物也生活在其中，并且不断随之发生变化，最终形成的生态系统也并不稳定[6]。在连续进料与排料进行的时候，如果环境条件及基质组成比较稳定，而此时优势种群及微生物的组成也比较稳定的话，最终形成的生态系统就会比较稳定一些。