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新能源论文_羊粪与南方农业废弃物厌氧发酵产沼
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摘要：文章目录 摘要 ABSTRACT 1. 文献综述 1.1 畜禽粪便产生和利用现状 1.1.1 畜禽粪便污染的产生和危害 1.1.2 畜禽粪便的处理方式和存在的问题 1.2 植物纤维性废弃物利用现状 1.2.1 植物纤维性废
文章目录
摘要
ABSTRACT
1. 文献综述
1.1 畜禽粪便产生和利用现状
1.1.1 畜禽粪便污染的产生和危害
1.1.2 畜禽粪便的处理方式和存在的问题
1.2 植物纤维性废弃物利用现状
1.2.1 植物纤维性废弃物的产生
1.2.2 植物纤维性废弃物利用途径和存在的问题
1.3 厌氧发酵技术概述
1.3.1 厌氧发酵过程及其机制
1.3.2 厌氧发酵的分类
1.3.3 厌氧发酵的影响因素
1.3.4 厌氧干发酵研究现状
1.4 响应面法在试验设计与优化中的应用
1.5 研究目的
1.6 研究内容和技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
2. 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验装置和设备
2.1.2 接种物、发酵原料及其预处理
2.2 试验设计
2.2.1 单因素试验设计
2.2.2 响应面试验设计
2.3 测定指标及方法
3. 试验结果与分析
3.1 不同含固率对四种农业废弃物厌氧发酵的影响
3.1.1 不同含固率对羊粪厌氧发酵的影响
3.1.2 不同含固率对木薯渣厌氧发酵的影响
3.1.3 不同含固率对水稻秸秆厌氧发酵的影响
3.1.4 不同含固率对甘蔗渣厌氧发酵的影响
3.1.5 讨论
3.1.6 小结
3.2 碳氮比对三种农产品废弃物厌氧发酵的影响
3.2.1 不同碳氮比条件下水稻秸秆厌氧发酵产气特性分析
3.2.2 不同碳氮比条件下木薯渣厌氧发酵产气特性分析
3.2.3 不同碳氮比条件下甘蔗渣厌氧发酵产气特性分析
3.2.4 讨论
3.2.5 小结
3.3 两种原料混合厌氧发酵产沼气特性研究
3.3.1 羊粪水稻秸秆混合厌氧发酵产气特性分析
3.3.2 羊粪木薯渣混合厌氧发酵产气特性分析
3.3.3 羊粪甘蔗渣混合厌氧发酵产气特性分析
3.3.4 讨论
3.3.5 小结
3.4 响应面优化
3.4.1 数据分析
3.4.2 羊粪水稻秸秆混合发酵结果分析
3.4.3 羊粪木薯渣混合发酵结果分析
3.4.4 羊粪甘蔗渣混合发酵结果分析
3.4.5 讨论
3.4.6 小结
4. 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况
文章摘要:我国作为一个农业大国,农业废弃物数量大、品种多。厌氧干发酵具有节约用水、管理方便、产气率高、处理成本低等优点,不仅能减轻农业废弃物对环境的压力,也是实现农业废弃物资源化利用的有效途径;混合厌氧发酵可以更好的平衡营养物质,在发酵过程中有机质间发生协同效应,增强沼气生产并稳定过程,从而高效解决环境污染和能源缺乏问题。随着环保和可持续发展观念的深入人心,混合厌氧干发酵的研究是当下的热点和重点发展趋势。本文以羊粪、木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆为原料,在中温（37℃）条件下,进行单因素试验,分别研究了含固率（15%、20%、25%）、碳氮比（25、30）和粪料比（1:1、2:1、3:1）对厌氧干发酵的影响。基于单因素试验研究结果,运用中心组合试验设计,研究了羊粪与木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆三种组合条件下,含固率、碳氮比和混合比例三因素交互效应对厌氧干发酵产气量的影响,并运用响应面分析,得出最优工艺组合试验一:不同含固率对四种农业废弃物厌氧干发酵影响研究羊粪含固率对厌氧发酵产沼气效果的影响显著（P<0.05）,三种含固率条件下,20%试验组单位TS累积产气量最大木薯渣三种含固率水平组间日产气量差异不显著（P>0.05）,随着底物浓度的增加,产气效率下降,含固率为15%试验组单位TS累积产气量最高。水稻秸秆三种含固率水平间日产气量差异极显著（P<0.01）,20%含固率条件下厌氧发酵反应效率最高,单位TS累积产气量最大。甘蔗渣三种含固率水平间日产气量差异不显著（P>0.05）,含固率为15%条件下厌氧发酵反应效率最高,单位TS累积产气量最大。试验二:碳氮比对木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆厌氧干发酵影响研究水稻秸秆三种碳氮比水平间日产气量差异不显著（P>0.05）。与未做调节的试验组相比,碳氮比25和30两组累积产气量分别增长了 7.03%和14.6%。木薯渣三种碳氮比水平间日产气量差异极显著（P<0.01）,碳氮比为30的条件下产沼气效果最好,碳氮比对木薯渣厌氧发酵影响较大,对碳氮比的适当调整有利于木薯渣厌氧消化的进行。甘蔗渣三种碳氮比水平间日累积产气量差异极显著（P<0.01）,碳氮比为25的试验组单位TS累积产气量为160.82NmL/g,与之相比,碳氮比为30和未做碳氮比调节的试验组累积产气量分别降低了5.96%、28.01%。从产气速率来看,碳氮比为25试验组为最佳,从产气稳定性来看,碳氮比为25和30的试验组产气趋势较为平稳,缓慢下降,波动较小。在本试验选定区间内,25是甘蔗渣厌氧发酵的最适碳氮比。试验三:羊粪与木薯渣、甘蔗渣和水稻秸秆混合厌氧干发酵试验研究羊粪与水稻秸秆混合发酵试验,三种比例条件下,3:1时累积产气量最大。比例1:1与1:0、0:1组间差异不显著（P>0.05）,混合比例2:1与1:0、0:1组间差异不显著,混合比例3:1与1:0、0:1组间差异显著（P<0.05）。羊粪与木薯渣混合发酵试验,比例为3:1时累积产气量最大。累积产气量组间差异极显著（P<0.01）,混合比例1:0与1:1、2:1、3:1组间差异不显著,混合比例0:1与1:1、2:1、3:1组间差异极显著（P<0.01）。羊粪与甘蔗渣混合发酵试验,比例为3:1时累积产气量最大。混合比例1:1与1:0、0:1组间日产气量差异不显著（P>0.05）,混合比例2:1与1:0、0:1组间日产气量差异不显著（P>0.05）,混合比例3:1与1:0、0:1组间日产气量差异显著（P<0.05）。试验四:响应面法两种原料混合厌氧发酵产沼气工艺优化（1）羊粪与水稻秸秆响应面优化试验结果各因素对羊粪与水稻秸秆混合发酵累积产气量的影响程度按含固率、混合比、碳氮比依次降低,运用最优化分析可得,当含固率17.33%,碳氮比22.84,羊粪稻秸混合比例为2.33时,累积产气量为最大值7937.07NmL。（2）羊粪与木薯渣响应面优化试验结果各因素对羊粪与木薯渣混合发酵累积产气量的影响程度按含固率、混合比、碳氮比依次降低。运用优化分析可得,当含固率19.72%,碳氮比25.02,羊粪稻秸混合比例为2.09时,累积产气量为最大值10059.3NmL。（3）羊粪与甘蔗渣响应面优化试验结果各因素对羊粪与甘蔗渣混合发酵累积产气量的影响程度按含固率、碳氮比、混合比依次减弱。运用优化分析可得,三种因素编码水平分别为0.85,-0.50,-0.03时,对应含固率19.25%,碳氮比22.51,羊粪稻秸混合比例为1.97时,累积产气量为最大值5452.61NmL。
文章来源：《南方农业》 网址: http://www.nfnyzz.cn/qikandaodu/2021/1110/1107.html