水体青苔发酵产沼气潜力的实验研究

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1、2015年6月农机化研究第6期水体青苔发酵产沼气潜力的实验研究张加稳，尹芳，张无敌，王昌梅，赵兴玲，柳静，杨红，刘士清(云南师范大学，昆明650500)摘要:以水体中的丝状青苔为实验原料，在30℃恒温水浴条件下，采用批量工艺模式进行厌氧消化，来研究其产沼气潜力和产气特性。实验结果表明，发酵周期25d，丝状青苔的产气潜力为198mL/g(TS)和320mL/g(VS)，池容产气率为0．2mL/mL·d。关键词:青苔;厌氧消化;产气潜力;沼气中图分类号:S216．4文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)06－022

2、9－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.06.0560引言1材料与方法水体中的青苔又称青泥苔，是丝状绿藻的总称。1．1材料［1］陈孝花等已对这些丝状绿藻做了比较详实的描述，1．1．1发酵原料其内部含有大量的碳水化合物，纤维含量低。这些丝发酵原料取自云南师范大学校园池塘中的丝状状藻类喜欢生长在湖泊或者池塘浅水处，春季开始繁青苔，经测定其TS为7．45%，VS为61．88%。殖生长，初期如毛发附着在水底，颜色翠绿;随着水温1．1．2接种物的上升，青苔开始疯狂蔓延，像网一样悬浮于水中;衰接种物为本实验室以

3、牛粪为原料长期驯化的活老后渐渐变成棉絮状漂浮于水面，呈黄绿色，触摸时性污泥，经测定其TS为11．54%，VS为56．79%。有一种滑腻的感觉。这些丝状青苔常被人们称为淡1．1．3实验装置［2］水中的“癌症”，对水体生态系统会产巨大影响，包实验装置由发酵产气和集气装置两部分组成，如括对水体感官、水质、水生生物等都有重要的影响。图1所示。它也是水产养殖中遇到的一个难题，常常会给养殖户带来不可估量的经济损失。现在人们对水体青苔的［3］清除主要是使用人工打捞和化学药品杀灭等方法，对清除青苔的后续处理是一个亟待解决的问题，处理不当会导致

4、环境污染，同时青苔内部的生物质资源也被浪费。因此，在能源匮乏和环境污染的今天，如何把水体青苔变废为宝是本文需要探究的问题。目前，国内外对水体青苔实现资源化利用的报道［4］并不多，主要有翟洪民等人研究了其药用价值。本文通过对水体中的青苔进行厌氧发酵来研究其产沼气潜力，旨在为这些水体青苔内部生物质资源的利用1．温控仪2．交流接触器3．水槽提供一条新的科学途径。4．电热管5．热电偶6．循环水泵7．发酵瓶8．集气瓶9．计量瓶10．玻璃三通图1沼气发酵实验装置收稿日期:2014－06－22Fig．1Experimentalequipme

5、ntforbiogasfermentation基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金项目(20135303110001);1．2方法国家自然科学基金项目(51366015，31160123)1．2．1原料预处理作者简介:张加稳(1989－)，男，云南富源人，硕士研究生。通讯作者:张无敌(1965－)，男，云南石屏人，研究员，博士生导将丝状青苔先用菜刀切短，再放入豆浆机中搅成师，(E－mail)wootichang@163．com。糊状，以便与发酵物充分接触，降解效果更好。·229·2015年6月农机化研究第6期1．2．2实验

6、设计和发酵料液的配制的样品放入(550±20)℃的箱形电阻炉(SX2－2．5－［5］1)实验设计。在30℃恒温水浴条件下，采用批量12型)中灼烧至恒重，并计算出VS。工艺模式厌氧发酵，分别设计实验组和对照组，在相3)pH测定:采用5．7～8．5的精密pH试纸。同条件下各设置3个平行发酵实验。4)产气量测定:排水集气法收集沼气，每天定时2)发酵料液的配制。实验组:120mL接种物，记录产气量，分别以实验组和对照组中3个平行组的136．27g青苔，加水稀释至400mL，摇匀并测得其pH平均产气量记数;然后排气点火，观察记录火焰颜色

7、，［6］为7．2;对照组:120mL接种物，加水稀释至400mL，摇根据火焰颜色来判断沼气中的甲烷含量，重复至不匀并测得其pH为7．0。再产气为止。1．2．3测试参数及方法2结果与讨论1)TS(总固体含量)的测定:将预处理后的样品放在(105±5)℃的电热恒温烘箱(202型)中烘干至恒2．1发酵前后料液分析［5］重，并计算出TS。在实验过程中，对实验组和对照组发酵料液的TS、2)VS(挥发性固体含量)的测定:将上述烘干水分VS及pH值等指标测定结果如表1所示。表1水体青苔发酵前后的TS、VS及pH变化Table1TS，VSan

8、dpHvalueoffermentationliquidbeforeandafterfermentation实验组对照组类别发酵前发酵后发酵前发酵后TS5．89%4．34%4．47%4．08%VS69．08%59．56%64．18%60．36%pH7．27．07．07．0从表