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进料浓度对猪粪混合稻秆厌氧产甲烷特性的影响
发布时间:2020/8/4      点击次数:80

摘要:为研究猪粪(Pig manure,PM)与稻秆(Rice straw,RS)的组配比例与进料的固形物浓度(Total solid,TS)对中温条件下厌氧产甲烷特性的影响,通过批次厌氧发酵试验摸清不同挥发性固体(Volatile solids,VS)比例(PM:RS=1:0、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、0:1)下的原料配比规律,并选择 VS 配比(PM:RS=1:1、4:1)的混合原料开展进料浓度(TS=4.6%、7.1%、9.6%、12.1%)梯度提升的连续厌氧发酵试验。结果表明:批次发酵试验,VS PM:RS =4:1 的产甲烷性能表现较好,产甲烷潜力(P 值)、反应动力常数(k)、大甲烷速率(R m )及到达的时间(t max )依次分别为 380.3 mLg -1 VS、0.098 d -1 、37.2 mLg -1 VSd -1 、4.4 d。在水力停留时间为 30 d时,VS PM:RS=4:1 的连续产甲烷性能表现更好。当进料浓度达到 12.1%时,甲烷产率、产甲烷潜力转化率和容积产甲烷率分别达到 354.8 mLg -1 VS、93.3%、0.88 LL -1 d -1 。但混合物料中猪粪比例越高,发酵系统的氨抑制风险也越高。在进料浓度达到 12.1%时,VS PM:RS=4:1 的游离氨浓度是 VS PM:RS=1:1 的 1.47 倍,达到 223.2mgL -1 。研究表明,猪粪与稻秆混合原料 VS PM:RS =4:1(配比后的 C/N=22~23:1)时,可提高发酵原料转化效率和容积产甲烷率;同时,进料 TS 浓度低于 12.1%(OLR 为 2.87 g VS·L -1 ·d -1 )可降低厌氧发酵中的氨抑制,保证沼气工程稳定运行。

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