物料濃度對玉米秸稈連續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究

1、物料濃度對玉米秸稈連續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究酵方式，研究以容積產(chǎn)氣率、沼氣中甲烷體積分數(shù)、累積產(chǎn)氣量和 VFA 為特征 TS8%最高 10%次之，6%較低，在第15d 累積產(chǎn)氣量分別為125.996L、109.176L和 88.763L，最高容積產(chǎn)氣率分別為 2.572LL d 、2.172LL d 和-1 -1-1 -11.512LL d 。-1 -1酵是指沼氣池加滿料正常產(chǎn)氣后，每天分幾次連續(xù)不斷地加入預先設計的原料，同時也排走相同體積的發(fā)酵原料，使發(fā)酵過程連續(xù)進行下去2。實際運行良好 10%在保持35恒溫和厭氧的條件，水利停留時間為 15d 下，每天測沼氣產(chǎn)量及沼氣中的甲烷含量，每隔 3 天

2、測定出料的 TS 濃度對所產(chǎn)沼氣總量和甲烷含量的關系。1 材料與方法1.1 試驗材料發(fā)酵秸稈為青儲玉米秸稈 TS 為 35%，經(jīng)破碎處理成粉末后冷藏保存待用。接種物為經(jīng)紗布過濾的豬糞水 TS 為 0%，4冷藏保存待用。1.2 試驗設計發(fā)酵裝置試驗采用小型厭氧發(fā)酵裝置，有效容積為 4L。外圍包有隔熱保溫材料并可進行電恒溫加熱。試驗設置 3 個處理，無重復，發(fā)酵 TS 分別為 6%、8%和 15 分別為 6%、8%和10%）用豬糞水或過濾后的出料液和青儲玉米秸稈配制。1.3 測試指標及方法1）流量計記錄每天的產(chǎn)氣量。2）TS 測定:將待測物料放入(1055)的恒溫箱中烘至恒重，稱量烘干前后的質量，

3、烘干后的質量除以烘干前的質量即得TS 的百分含量。VS TS 后的固體全部轉移至坩堝，放入馬弗爐中，550灼燒 TS 時烘干前的質量即得 VS 的百分含量4。3）揮發(fā)性脂肪酸（VFA）采用比色測定法。4）采用 PTM-600 手提式復合型氣體分析儀分析沼氣的中甲烷含量。2 結果與分析2.1 容積產(chǎn)氣率變化TS 對容積產(chǎn)氣率的影響較為明顯。由圖 1 可知,TS 濃度分別為 6%、8%和10%，接種后第 34d，各處理出現(xiàn)第一個高峰，容積產(chǎn)氣率分別為1.512LL d d 和 2.172LL d ，隨后降低，總體變化趨勢為波動-1 -1-1 -1-1 -1型。TS 濃度為 8%的處理容積產(chǎn)氣率最高

4、，10%處理次之，6%處理最低。2.2 沼氣中甲烷體積分數(shù)青儲玉米厭氧發(fā)酵中累積產(chǎn)氣量變化，各處理累積產(chǎn)氣量變化趨勢基本相 種TS 88.763L、125.996L和 濃度為TS濃度為10%，TS濃度為TS物則也多，因此表現(xiàn)出在一定范圍內，表現(xiàn)出容積產(chǎn)氣率和累積產(chǎn)氣量隨TS濃會隨著TSTS濃度大于氣量會下降，這也可能與TS濃度較高，雖然產(chǎn)酸菌活性也高，但產(chǎn)甲烷菌群與產(chǎn)酸菌群沒有達到一個平衡有關。2.3累積產(chǎn)氣量變化青儲玉米厭氧發(fā)酵沼氣中甲烷體積分數(shù)，由圖3可知，各處理甲烷含量在6d之前含量不穩(wěn)定，沒有達到穩(wěn)定，均為先增加，維持短暫的高甲烷含量后降低，之后又逐漸升高，在10d左右升至一定值，在該

5、值波動，甲烷含量基本穩(wěn)定在40%60%，比甲烷含量最大值略低。在整個發(fā)酵周期內各處理的穩(wěn)定時的甲烷含量隨著TS為10%的處理可達到為8%的處理可達到TS為6%則達到為8%的累積產(chǎn)氣量多于10%但沼氣中甲烷體積分數(shù)卻相反。這可能由于產(chǎn)酸菌較多，產(chǎn)生的酸類也多，甲烷菌利用小分子酸作為底物,所產(chǎn)生的甲烷純度較高，但是所產(chǎn)生的沼氣總量較少，因為產(chǎn)酸菌過多抑制了產(chǎn)甲烷菌群的活性5。2.4 VFA變化發(fā)酵過程中發(fā)酵液中 VFA TS 濃度 8%的 VFA TS 濃度為 10%，最低為 TS 濃度為 6%，在第15 天達到最大值，分別為18.24g/L、5.67g/L 和14.27g/L。3 結論 稈連續(xù)厭

6、氧發(fā)酵容積產(chǎn)氣率、沼氣中甲烷體積分數(shù)、累積產(chǎn)氣量和 VFA 的影響 TS 濃度為 8%最高10% 15d 累積產(chǎn)氣量分別為 和 88.763L，最高容積產(chǎn)氣率分別為 2.572LL d 、2.172LL d 和 1.512LL d 。在整個-1 -1-1 -1-1 -1發(fā)酵周期內各處理的穩(wěn)定時的甲烷含量隨著干物質濃度的增加而增加，TS 為10%的處理可達到 55%以上，TS 為 8%的處理可達到 50%，而TS為 6%則達到 42%。合理調節(jié)物料濃度（TS）能夠有效提高青儲玉米秸稈厭氧連續(xù)發(fā)酵的生物降解效果、累積產(chǎn)氣量、沼氣中甲烷體積分數(shù)等，可以節(jié)能減排。參考文獻1韓魯佳,閆巧娟,劉向陽等.中國農作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀J.農業(yè)工程學報,2002,18(3):87-91.2林聰.沼氣技術理論與工程M.化學工業(yè)出版社,2007.3郭建斌,董仁杰,程輝彩,etal.溫度與有機負荷對豬糞厭氧發(fā)酵過程的影響J.農業(yè)工程學報,2011.217.4羅義軒,付新梅,黃云碧.秸