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1,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)氣峰值岀現快;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一段時(shí)間向乙酸轉化;而馴化污泥做接種物_,甲烷菌活性強,產(chǎn)氣周期短[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千秸稈2。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干秸稈化率低,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T采用烘干法1。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11。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試驗裝置與方法2.3.3方法與步驟(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±1!℃(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.澘水泵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士為檢測秸稈以馴化污泥為接種源的產(chǎn)沼能力,℃,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。取漫泡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)3~5mm)為原料,用哈爾20%,這說(shuō)明凵中國煤化工的利用率CNMHG[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)罐只有表1試驗結果微弱的產(chǎn)氣現象。COD進(jìn)COD出COD去除6193.183856.3237.70%402,293516,83浸泡10天從表1可看出,浸泡10天的秸稈的COD去除500浸泡20天率達37.7%,而浸泡20天的秸稈COD去除率達3490%。這說(shuō)明兩個(gè)反應罐的有機負荷不一樣,510152025303540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,甲烷菌活性強,產(chǎn)氣快一浸泡10天(2)浸泡10天的秸稈產(chǎn)氣快,表明酸化率與一浸泡20天產(chǎn)氣率成正比。(3)浸泡20天的秸稈產(chǎn)酸期緩慢,主要是因為有一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101]賀延嶺,廢水厭氧生物處理[M].北京:中國輕工業(yè)出天的實(shí)驗表明:VFA7天后達到峰值15.76 mMol/L版社,1999之后產(chǎn)酸逐漸降低,28天后達到最低值2張光明城市生活垃圾厭氧消化產(chǎn)酸階段研究[重慶20mmol幾L但從實(shí)驗看,甲烷仍在繼續產(chǎn)生。這環(huán)境科學(xué),1998,20(1):35-36說(shuō)明在產(chǎn)酸期間,有甲烷生成,酸化率與甲烷量成正比。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-zhe(ITarim 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 CHa but just one rest period, straw pole of soaking 10 days produces peak value fast. Straw poof 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; VFA; soakingH中國煤化工CNMHG