外源添加物活性炭对秸秆厌氧发酵产气性能的影响

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摘要：为了探究外源添加物活性炭对秸秆厌氧发酵产气性能的影响，在以秸秆和牛粪为原料的厌氧发酵中，加入活性炭，进行正交实验。实验设置9组实验组，分别以不同比混合水稻秸秆、牛粪与活性炭，同时设置不加活性炭的空白对照组，在中温（35 ± 1）℃的条件下厌氧发酵，对厌氧发酵过程中18组实验的pH值、日产气量、累积产气量以及甲烷含量变化进行对比分析，结果显示实验组的各项测定指标普遍高于对照组，这表明活性炭对秸秆厌氧发酵产沼气具有明显的促进作用；且实验获得最优配比参数为水稻秸秆、牛粪、与活性炭均60 g。66138

毕业论文关键词：活性炭，厌氧发酵，正交实验，沼气

Abstract：In order to explore the influence of the exogenous additives activated carbon to the performance of straw anaerobic fermentation to produce gas, adding activated carbon into the anaerobic fermentation with straw and cow as raw materials, doing orthogonal experiments. This experiment set nine experimental groups, respectively with different mixing ratio of rice straw, cow dung, activated carbon, and set nine control group at the same time, control group without activated carbon, the anaerobic fermentation is carried out in the condition of （35 ± 1）℃. The pH value, gas production, cumulative gas production and methane content changes for 18 experimental groups were analyzed and compared in the process of anaerobic fermentation. The result indicated: the indicators for experimental group were generally higher than the control group, suggesting that activated carbon can improve the gas production of anaerobic fermentation. Last, the optimal combinations obtained in orthogonal experiment were straw 60 g, cow dung 60 g, activated carbon 60 g.

Keywords：Activated carbon, anaerobic fermentation, orthogonal experiment, biogas

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 试验方法 7

2.4 测定项目与方法 7

3 结果与讨论 7

3.1 发酵过程中pH的变化 8

3.2 活性炭对发酵过程中日产气量的变化影响 8

3.3 活性炭对发酵过程中累积产气量的变化影响 10

3.4 活性炭对发酵过程中CH4含量的变化影响 11

结论 13

参考文献 14

致谢 16

1 前言

近年来，由于经济社会的快速发展，大量的能源资源被消耗和浪费，导致能源短缺问题日益突出，并逐渐成为限制经济社会发展的重要因素。对此，大力开发清洁能源和再生资源，不断提高能源使用效率已成为人们关注的焦点。秸秆作为可再生生物质能，具有相当的经济价值。而我国作为农业大国，有着丰富的秸秆资源，主要的秸秆类作物约有20种，秸秆年均总产量约7亿t[1-3]，其中未能合理利用的秸秆却占了约50%[4]。大量的秸秆被焚烧或丢弃，严重污染了环境，且极大的浪费了资源[5-8]。利用秸秆厌氧发酵制备沼气[9-10]，可将秸秆能源化资源化利用，并且能在一定程度上缓解能源供求危机[11]。然而目前的秸秆厌氧发酵却存在原料利用率低，沼气产气量少等问题。相关研究表明，适当的加入外援添加物可以加速产甲烷菌新陈代谢或加快秸秆的厌氧消化水解速率，从而提高原料利用率和产气量[12-13]。论文网