混合厌氧发酵对秸秆类原料产沼性能的影响

论文总字数：11359字

摘 要

新世纪，我国的能源短缺情况越来越严重，因此新能源的开发以及利用变得非常紧急而迫切。生物质能就是把农畜“废物”，将其转化为较清洁、少污染甚至无污染的能源。沼气发酵就是对生物质能源的一种有效利用方式。沼气微生物在生长繁殖中需要一定量的氮源和碳源合成细胞，同时消耗一定量的碳源作为能量来源，这就出现了碳氮比的问题，合适的碳氮比是协调微生物正常生长和旺盛繁殖的关键因素，直接决定沼气的产生及产量。秸秆原料含碳量普遍偏高，添加适量牛粪进行混合厌氧发酵，有效提高沼气产量。本试验选择秸秆作为厌氧发酵产沼气的主要原料，并添加适量牛粪调整料液碳氮比进行厌氧发酵产沼气试验（料液浓度10%，接种物浓度20%），并对不同试验批次分别添加碳氮比：20/1、25/1、30/1，研究不同碳氮比对厌氧发酵中产气量、气体成分及甲烷浓度的影响，寻找甲烷菌生长的最适条件，未解决秸秆资源量利用打下理论基础。

关键词：生物质能，混合厌氧发酵，沼气

Abstract：In the new century, China"s energy shortage is getting worse , so the new en-ergy development and utilization has become very urgent. Biomass is the farm animal "waste" , will be transformed into a cleaner , less polluting or non-polluting energy . Methane fermentation of biomass energy is to be an effective way to use .Biogas growth and reproduction of microorganisms need a certain amount of nitrogen and carbon synt-hetic cell , while consuming a certain amount of carbon as an energy source , whichappeared in the issue of carbon and nitrogen ratio , carbon nitrogen ratio is appropriate for normal growth of microorganisms and coordination the key factor in exuberant bree-d , decided to produce and direct production of biogas . Straw is generally high carbon content of raw materials , adding some manure mixed anaerobic fermentation , improve biogas production . Select the test straw anaerobic fermentation biogas as the main raw material , and add the appropriate amount of liquid manure nitrogen ratio adjusted for anaerobic methane fermentation test ( feed concentration of 10% ,inoculum concentration 20%) , and the different test batches were added N ratio : 20 /1,25 /1,30/1,of different carbon and nitrogen ratio on anaerobic fermentation gas production , gas composition and concentration of methane , finding the optimum growth conditions for methane bacteria , not resolve resource utilization of straw lay a theoretical foundation.

Keywords：Biomass, mixed anaerobic fermentation, biogas

目 录

1 前言 3

1.1 选题的背景及意义 3

2 选题的背景概况简述 4

2.1 理论背景 4

2.2 技术背景 6

3 本研究的内容介绍 7

4 试验材料及研究方法 7

4.1 发酵原料配比 7

4.2 试验装置 8

4.3 试验方法 8

4.4 测试方法与指标 8

5 实验结果与分析 9

结论 10

参考文献 11

致 谢 12

1 前言

1.1 选题的背景及意义

自从进入了21世纪，随着中国经济水平的不断提高，煤炭、石油、天然气等的不可再生的燃料的消耗利用越来越大，在总能源使用量中占到80﹪以上，而我国的能源短缺情况越来越严重，因此新能源的开发以及利用变得非常紧急而迫切。生物质能有很多非常突出的特点，比如没有污染、能够再生、并且存在广泛，有非常大的潜力在未来成为传统化石燃料的替代。并且，能够减少矿物燃料的利用，降低污染物如硫氧、碳氧、氮氧等化合物的产生。生物质能就是把农畜“废物”，比如：有机废水、秸秆、禽畜粪尿等，用新兴的高科技，将其转化为较清洁、少污染甚至无污染的能源。我国的相关机构及部门因此早已对新燃料的开发研究投入很大的资金及技术进行研究，来减少对化石燃料的依赖，并且减少对环境的污染，期望能够早日开发出新的燃料以继续我国的经济社会建设^[1]。

根据有关部门的研究报告《2011-2015年中国生物质能利用产业投资分析及前景预测报告》，在其中我们可以清楚看到我国的生物质能资源是非常丰富的，现如今我国对牲畜排泄、有机垃圾、农工废弃物等的利用还非常少。因此，自2003年，我国农业部门对农村沼气建设进行了巨大投入。中国在2003、2004年启动国债20亿元左右，一共鼓励了206万户农民进行沼气池的改造与建设，到2006年底已经总共投入了国债55亿元左右。“一池三改”为项目建设的最基本的单元，比如沼气池与改圈建设、改厕以及改厨一起同时进行开发，南方“猪沼果”、“四位一体”和西北“五配套”等对沼气进行充分利用的模式已成为政府大力扶持的生态建设项目。

沼气发酵能够将有机废弃物，尤其是农村生产生活产出的，进行理想的利用与回收^[2]。树叶、秸秆、杂草混合人畜的粪尿能够发酵进而产气，这是农村沼气利用的情况，而能够发酵产气的原料种类其实非常多，国内外的实验证明，沼气池都可以有效地利用这类原料来发酵产生沼气，并且产气的能力较强。秸秆与人畜粪尿混合并使其发酵而产生沼气的方法广泛地应用在农村的中小学校，来达到建设生态学校的目的，这种校园的节能模式与能源再生利用的技术的广泛应用，有利于在下一代中将可持续发展的理念传播，有效将生态环保意识扩散，同时使同学们的生活质量有所提高，非常的有意义^[3]。

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