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進料濃度對豬糞混合稻稈厭氧產(chǎn)甲烷特性的影響

閱讀:774        發(fā)布時間:2020-08-04
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摘要:為研究豬糞(Pig manure,PM)與稻稈(Rice straw,RS)的組配比例與進料的固形物濃度(Total solid,TS)對中溫條件下厭氧產(chǎn)甲烷特性的影響,通過批次厭氧發(fā)酵試驗摸清不同揮發(fā)性固體(Volatile solids,VS)比例(PM:RS=1:0、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、0:1)下的原料配比規(guī)律,并選擇 VS 配比(PM:RS=1:1、4:1)的混合原料開展進料濃度(TS=4.6%、7.1%、9.6%、12.1%)梯度提升的連續(xù)厭氧發(fā)酵試驗。結(jié)果表明:批次發(fā)酵試驗,VS PM:RS =4:1 的產(chǎn)甲烷性能表現(xiàn)較好,產(chǎn)甲烷潛力(P 值)、反應動力常數(shù)(k)、大甲烷速率(R m )及到達的時間(t max )依次分別為 380.3 mL?g -1 VS、0.098 d -1 、37.2 mL?g -1 VS?d -1 、4.4 d。在水力停留時間為 30 d時,VS PM:RS=4:1 的連續(xù)產(chǎn)甲烷性能表現(xiàn)更好。當進料濃度達到 12.1%時,甲烷產(chǎn)率、產(chǎn)甲烷潛力轉(zhuǎn)化率和容積產(chǎn)甲烷率分別達到 354.8 mL?g -1 VS、93.3%、0.88 L?L -1 ?d -1 。但混合物料中豬糞比例越高,發(fā)酵系統(tǒng)的氨抑制風險也越高。在進料濃度達到 12.1%時,VS PM:RS=4:1 的游離氨濃度是 VS PM:RS=1:1 的 1.47 倍,達到 223.2mg?L -1 。研究表明,豬糞與稻稈混合原料 VS PM:RS =4:1(配比后的 C/N=22~23:1)時,可提高發(fā)酵原料轉(zhuǎn)化效率和容積產(chǎn)甲烷率;同時,進料 TS 濃度低于 12.1%(OLR 為 2.87 g VS·L -1 ·d -1 )可降低厭氧發(fā)酵中的氨抑制,保證沼氣工程穩(wěn)定運行。

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