水稻秸秆牛粪与活性炭共发酵产沼气的试验研究

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摘要：为了探究水稻秸秆、牛粪与活性炭共发酵产沼气的性能，将水稻秸秆、牛粪和活性炭三者作为正交因素，设计并进行正交实验。将不同配比水稻秸秆、牛粪和活性炭混合发酵，共设置9个实验组，在中温（35 ± 1）℃的条件下进行厌氧发酵试验，试验期间每日测定气体含量和气体成分，定期测定pH值，并做好记录。实验结果表明：不同配比的实验产气量不同，综合考虑日产气量、累积产气量和甲烷含量三项指标可得出水稻秸秆、牛粪和活性炭均60 g时厌氧发酵产沼气效果最优。65489

毕业论文关键词：水稻秸秆，活性炭，沼气，厌氧发酵

Abstract：In order to explore the rice straw, cow dung and activated carbon co-fermentation biogas production performance, intend the rice straw, dung and activated carbon as three orthogonal factors and design orthogonal experiment. Different mixing ratio of rice straw, dung and activated carbon were set 9 set of experiments, carried out under the conditions of anaerobic fermentation temperature (35 ± 1) ℃, regularly to measure the pH value during the test and to measure gas content daily. The results showed that: with different proportions of materials, gas production is different. Comprehensive considerate daily gas production, cumulative gas production and methane content can conclude that rice straw, dung and activated carbon are 60 g can make the best effect on biogas production.

Keywords：Rice straw, activated carbon, biogas, anaerobic fermentation

1 前言 6

2 材料与方法 6

2.1 试验材料 6

2.2 试验装置 6

2.3 试验设计 7

2.4 测试项目与方法 7

3 结果与讨论 7

3.1 发酵过程中pH的变化 7

3.2 发酵过程中日产气量的变化 8

3.3 发酵过程中累积产气量的变化 8

3.4 发酵过程中甲烷含量的变化 9

结论 10

参考文献 11

致谢 12

1 前言

农作物秸秆中有机质含量高达80%～90% ，是地球上最丰富的可再生资源，是重要的生物质能源[1]。我国作物秸秆资源相当丰富，而且分布广泛，每年约产生7亿t农作物秸秆，虽在多领域已有应用，但是仍然还有近53%的农作物秸秆可用于制备能源物质[2]。近年来，由于农作物秸秆焚烧、随意堆放等不当行为，导致水体、大气等环境的污染事件频繁发生，严重影响居民生活质量[3]。因此，以农作物秸秆为原料进行厌氧发酵的试验研究，制备清洁的高品质能源——沼气，不仅仅可以解决秸秆的不合理处理与处置造成的环境污染问题，还能为中国可再生能源发展提供新的路径，缓解中国乃至世界各国能源供求紧张的局势。论文网

秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素、木质素等，这些成分在自然条件下微生物很难分解利用，而在未加其他物质条件下利用秸秆制备沼气，存在启动时间长、产气率低、浮渣结壳现象严重等问题[4-5]。有研究表明，微生物可以在吸附剂的作用下聚集在一起，生长密度增加，有利于发酵产气。吸附剂还可以吸收环境中对微生物发酵有毒害的物质，提高微生物降解有机质效果，改善厌氧发酵产气效果[6]。作为吸附剂之一的活性炭具有巨大的比表面积和复杂的孔隙结构，具备选择性吸附吸附质的性能，其制备简单，价格低廉，能够大量应用于生产[7]。本文通过水稻秸秆、牛粪与活性炭在中温（35 ± 1）℃条件下共发酵，寻找优化厌氧发酵产生沼气的途径。