暗河式厌氧产沼技术生物学基础

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1、暗河式厌氧产沼技术生物学基础研究学号：2005902610001姓名：李冰冰（博士生）指导教师：肖波（教授）胡志泉（副教授）环境科学与工程学院环境工程专业目录一、课题的来源、目的、意义，国内外概况和预测二、预计需达到的要求、技术指标，预计的技术关键、技术方案和主要试验研究情况三、课题研究进展计划四、现有的条件、人员及主要设备情况五、需要增添的主要设备、仪器和材料。六、经费概算和来源。七、承担单位和主要协作单位及分工。一、课题的来源、目的、意义国内外概况和预测1课题的来源2课题提出背景3前期研究基础4课题研究目的5课题研究意义6国内外概况和预测1课题来源、本课题来源于

2、湖北省科技攻关项目——《暗河式生物质产沼技术研究》。2课题提出的背景2.1环保与社会发展背景农业污染问题：全世界每年的农作物秸秆产量超过20亿t。1988年，我国农业部估计全国畜禽粪尿年排放量为18.84亿吨，相当于工业废弃物排放量的3.4倍。1999年我国畜禽粪便产生量为19亿t，是工业固体废弃物的2.4倍，其中畜禽粪尿COD排放量已达7118万t，远远超过工业废水与生活污水的排放量之和。截至目前，我国农村每年约有农业生物的废弃物达到40多亿吨，其中，牲畜粪便的排放量达到26亿吨，农业农作物达到17亿吨，目前，农村大量的秸秆等有机固体废物大多焚烧处理，这样既浪费资源

3、，又造成了严重的大气污染；畜禽粪便及其冲刷污水大多自然排放污染水体。2课题提出的背景城市污染：随着我国城市化进程的加快和城市人口的增多，城市生活垃圾产量迅速增长。据建设部统计资料表明，我国2004年城市生活垃圾的产生量为2亿t，总积存量达66亿吨，且每年以8－10%的速度递增。据估计至2010年垃圾年产量将达2.2亿吨。垃圾不仅占用大量的土地资源，而且影响我国的城市形象，同时给城市居民的身体健康带来极大危害，从而成为制约我国社会经济健康发展的重要因素。2课题提出的背景2.2能源危机背景能源是社会文明发展的物质基础。近四百年来,人类将地球上“积蓄”了25亿年的化石燃料如

4、煤炭、石油和天然气几乎耗尽。而化石燃料作为不可再生资源，长期的开发和使用势必使得这类能源资源越来越少，这些不可再生资源日趋紧缺,能源危机已直接威胁到世界的和平与发展,成为不同政治制度国家共同关注的难题，此时人们将目光投到了生物质能源的开发与利用上。2课题提出的背景2.3社会发展政策背景我国国务院“关于加快发展循环经济的若干意见（国发〔2005〕22号）”将大力开展资源综合利用,最大程度实现废物资源化和再生资源回收利用和大力发展环保产业,注重开发减量化、再利用和资源化技术与装备等作为工作的重点之一。并进一步指出：“要加快循环经济技术开发。国务院有关部门和地方各级人民政府

5、有关部门要加大科技投入,支持循环经济共性和关键技术的研究开发”。“组织开发绿色再制造技术以及新能源和可再生能源开发利用技术等,提高循环经济技术支撑能力和创新能力。”农业部日前发出《关于贯彻〈国务院关于建设节约型社会近期重点工作的通知〉的意见》中提出建设节约型农业八大重点，其中第六条就是巩固提高农村可再生资源综合循环利用水平，加强农村沼气和可再生能源综合开发利用；积极发展太阳能、风能、生物质能和农村水电等可再生能源。2课题提出的背景2.4经济发展背景由于地球上生物数量巨大，生物质所蕴藏的能量相当惊人。根据生物学家估算，地球上每年生长的生物能总量约1400-1800亿吨（

6、干重），相当于目前世界总能耗的10倍。我国的生物质能也极为丰富，现在每年农村中的秸秆量约6.5亿吨，到2010年将达7.26亿吨，相当于5亿吨标煤。薪柴和林业废弃物数量也很大，林业废弃物每年约达3700万立方米，相当于2000万吨标煤。从资源学的观点看，城市生活垃圾也是资源，而且是目前世界上唯一不断增长的潜在资源。垃圾中蕴藏着巨大的潜能。如果用1.4×108t垃圾发电，可以节约2.3×107t煤炭。据有关测算，充分利用中国目前的城市垃圾，每年可以创造25亿元的财富。3前期研究基础“暗河式生物质产沼技术”是在湖北省自然科学基金资助下发展起来的，它是将生物质转化为能源的一

7、种新技术。本实验室研制的暗河式厌氧反应器，已获得国家专利（专利号ZL200420065078.3）。本实验室课题组之前在暗河式垃圾厌氧消化技术和工艺研究方面取得了一定成果，这种工艺将有机固废流态化，实现有机固废厌氧发酵进出料的连续化，解决产沼的连续性问题。4课题研究目的（1）在前期研究与试验的基础上，运用好氧堆肥对暗河式厌氧反应器进行保温实验，解决反应器越冬问题；（2）对发酵原料进行生物预处理以提高反应器启动的时间和发酵原料的生物转化率；（3）重点对暗河式产沼反应进行深入的生物学基础研究，揭示反应器每一反应阶段中微生物优势菌群、群落演替和生理生化指标