廢棄秸稈生物氣化的實(shí)驗研究

2004年1月.農機化研究第1期廢棄秸稈生物氣化的實(shí)驗研究周嶺'，李文哲21.. 塔里木農墾大學(xué),新疆阿拉爾843300_; 2.東北農業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150030.)[摘要]利用微生物對秸稈進(jìn)行氣化實(shí)驗,研究表明:高濃度的VFA并不能抑制甲烷的生成，只是使甲烷存在一段休眠期。浸泡10天的秸稈,產(chǎn)氣峰值出現快;當秸稈浸泡超過(guò)20天時(shí)，產(chǎn)氣慢、周期長(cháng)。其原因是浸泡期間生成的乙醇需要-段時(shí)間向乙酸轉化;而馴化污泥做接種物,甲烷菌活性強,產(chǎn)氣周期[關(guān)鍵詞] 農業(yè)工程;秸稈氣化;實(shí)驗研究 ;VFA ;浸泡[中圖分類(lèi)號] S126.4[文獻標識碼]A[文章編號]1003- 188X( 2004) 01- 0182- 02濱香坊區幸福鄉魚(yú)塘污泥作接種物.。1前言2.3實(shí)驗方案我國是農業(yè)大國，每年產(chǎn)生大量的農業(yè)廢棄2.3.1采用兩套裝置進(jìn)行實(shí)驗物，僅秸稈就達6.4億t,但這些農業(yè)廢棄物的利(1)浸泡10天，秸稈:污泥=3: 1、300g浸泡用率非常低，無(wú)疑是巨大的資源浪費。在我國很早秸稈相當于45g干秸稈.)。就開(kāi)始利用秸稈生產(chǎn)沼氣，沼氣技術(shù)相對比較成(2)浸泡20天,秸稈:污泥=3: 1. (300g 浸泡熟。但就目前而言,沼氣生產(chǎn)局限于家庭模式，氣秸稈相當于45g干秸稈)?；实?，而且人們對沼氣發(fā)酵的微觀(guān)過(guò)程,尤其對2.3.2分 析項目.農業(yè)廢棄物氣化沒(méi)有詳細而深入的研究。沼氣作為(1)總固體濃度TS采用烘干法"。一種清潔環(huán)保能源，具有極大的開(kāi)發(fā)潛力_。筆者通(2)化學(xué)需氧量COD采用重鉻酸鉀法川_。過(guò)秸稈產(chǎn)沼的基礎研究,為秸稈高效轉化成能源商(3)揮發(fā)性脂肪酸VFA采用滴定法"。品、走入市場(chǎng)提供了相關(guān)的理論依據。(4)產(chǎn)氣量采用液體置換裝置。2.3.3方法與步驟2試驗裝 置與方法(1)不同原料分別裝入發(fā)酵瓶里,固:液=1:3_。2.1 實(shí)驗裝置(2)加草木灰，調節pH=7左右。實(shí)驗裝置如圖1 所示。(3)將發(fā)酵罐置于恒溫水槽中,保持溫度35-:1C。(4)用液體置換裝置測量排氣量。3實(shí)驗結果3.1污泥馴化取池塘污泥,用浸泡秸稈的水稀釋到30%_，加入活性碳5g.,作為菌體的載體,促進(jìn)污泥顆粒.1.恒溫控制儀2.恒溫水槽3.發(fā)酵罐4.潛水泵5.液體置換裝置，化;20天后,有氣泡生成，污泥馴化完畢.圖1 實(shí)驗裝置示意圖3.2可行性實(shí)驗實(shí)驗裝置采用水浴控溫，將溫度控制在35°41.為檢測秸稈以馴化污泥為接種源的產(chǎn)沼能力，LC,用5000mL的廣口瓶做發(fā)酵罐,氣體采用排水設計了可行性實(shí)驗.。取浸泡3天的秸稈分別放在自法收集。然污泥和馴化污泥里，做對比實(shí)驗_。結果發(fā)現，馴2.2實(shí)驗材料化污泥可提前10天產(chǎn)氣，并提高產(chǎn)氣率15%--取粗粉碎秸稈.長(cháng)34~5mm )為原料，用哈爾20%。這說(shuō)明馴化污泥提高了甲烷菌的利用率。，[收稿日期] 2003-03-25[作者簡(jiǎn)介]周嶺( 1972- ),女,四川西充人，塔里木農墾大學(xué)講師，主要從事生物能開(kāi)發(fā)與利用方面的研究工作。-182-2004年1月.農機化研究第1期3.3秸稈浸泡時(shí)間的實(shí)驗味，說(shuō)明有乙醇生成。從圖3可看出:當原料進(jìn)入本實(shí)驗到目前進(jìn)行了40天，試驗結果如圖2、反應罐30天左右，VFA才達到峰值，而在標準條圖3和表1所示。件下，乙醇不會(huì )被降解.。這說(shuō)明反應器內氫濃度的從圖2可看出，浸泡10天的秸稈進(jìn)罐后7天.降低有利于乙醇向乙酸轉化。也就是說(shuō)，產(chǎn)氣周期開(kāi)始產(chǎn)氣，14天后達到峰值1375mL, 產(chǎn)氣穩定_,被延長(cháng)了。持續14天后逐漸降低; 浸泡20天的秸稈進(jìn)罐只有麥1試驗結果微弱的產(chǎn)氣現象。rsCOD進(jìn).COD出COD去除率15006193.183856.3237.70%? 12505402.29 .3516.8334.90%; 1000一◆浸泡10天從表1可看出，浸泡10天的秸稈的COD去除三750叫500-漫泡20天率達37.7%，而浸泡20天的秸稈COD去除率達234.90%。這說(shuō)明兩個(gè)反應罐的有機負荷不一樣，'05 10152025 30 35 40前者較后者高.。因此,前者產(chǎn)氣情況較好。時(shí)間/天4實(shí)驗結果 分析圖2浸泡實(shí)驗結果(1)用馴化后的污泥作接種物,甲烷菌活性0廠(chǎng)強，產(chǎn)氣快。-15◆-浸泡10天(2)浸泡10天的秸稈產(chǎn)氣快，表明酸化率與.-每-浸泡20天，產(chǎn)氣率成正比。(3)浸泡20天的秸稈產(chǎn)酸期緩慢,主要是因三00510152025303540為有-段乙醇向酸轉化的時(shí)期。時(shí)間天[參考文獻]圖3揮發(fā)性脂肪酸的變化情況圖3表示了揮發(fā)性脂肪酸的變化情況。浸泡10[1] 賀延嶺..廢水厭氧生物處理[M].北京:中國輕工業(yè)出版社，1999.天的實(shí)驗表明: VFA7 天后達到峰值15.76mmol/L,[2]張光明城市生活垃圾厭氧消化產(chǎn)酸階段研究[J].重慶之后產(chǎn)酸逐漸降低，28天后達到最低值環(huán)境科學(xué),1998,20(1):35-36.2.0mmol/L.但從實(shí)驗看，甲烷仍在繼續產(chǎn)生.。這說(shuō)明在產(chǎn)酸期間，有甲烷生成，酸化率與甲烷量成正比121.浸泡20天的秸稈,進(jìn)料時(shí)有輕微的酒精A Study on Refused Straw Pole Gasified by MicrobeZHOU Ling', LI Wen-zhe2(1.Tarim Agriculture University, Alar 843300, China; 2.North- East Agriculture University, Harbin 150030,China)[Abstract] Utilizing microorganism carrying on straw pole indicate that VFA is too dense to suppress theformulation of CH4 but just one rest period, straw pole of soaking 10 days produces peak value fast. Straw poleof soaking 30 days reach peak value slowly, due to produce too much ethanol and need some time to transformacetic acid. Tame mud being fungus source, methane activation is better so as to produce cycle fast.[Key words] agricultural engineering; straw pole; experimental research; gasification; VF A; soaking-183-