秸秆床厌氧发酵产沼气系统优化试验.pdf

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1、第32卷第1期2502016年1月农业工程学报TmnsactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEn矛neeringV01．32No．1Jan．2016秸秆床厌氧发酵产沼气系统优化试验陈广银，毕金华，杜静，常志州※，叶小梅(江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，农业部农村可再生能源开发利用华东科学观测实验站，南京210014)摘要：针对前期研究中发现秸秆床反应器内秸秆在发酵后期上浮、进水短流等问题，采取在秸秆床反应器内增加导气管、在秸秆捆底部预留缓冲空间以及2种方式组合的方式，研究改进措施对秸秆床反应器及整个发

2、酵系统产气、化学需氧量(chemicaloxygendemand，COD)去除等的效果。结果表明：直接以打捆秸秆为固定相，以猪粪废水为流动相的处理在猪粪废水有机负荷为2．13k∥(m3／d)条件下出现轻度酸化，产气受到明显抑制，日产气量明显低于其它处理，继续提高猪粪废水有机负荷后各处理间无明显差别；采用增加导气管、增加缓冲空间以及导气管+缓冲空间的方式改善了秸秆床反应器内发酵环境，未出现酸化现象，日产气量稳定性明显提高。试验结束时，各处理秸秆床反应器累积产气量较对照分别提高了18．90％、9．05％和22．48％，累积产甲烷量较对照分别提高了23．

3、02％、9．34％和25．21％；采用该研究提出的改进措施对二级反应器产气组成无明显影响，各处理平均甲烷含量均在68％左右，对整个秸秆床发酵系统累积产气量、平均甲烷体积分数以及c0D去除率无明显影响。以上结果表明，在秸秆床反应器内增加导气管对提高反应器产气量、甲烷含量及产气稳定性有较好的效果，在条件允许的情况下可以考虑在反应器底部增加缓冲空间。关键词：秸秆；沼气；优化；秸秆床反应器；导气；缓冲空间；猪粪废水：厌氧发酵doi：10．11975，j．issn．1002—6819．2016．01．035中图分类号：x705文献标志码：A文章编号：1002

4、—6819(2016)一0l一0250—08陈广银，毕金华，杜静，常志州，叶小梅．秸秆床厌氧发酵产沼气系统优化试验【J】_农业工程学报，2016，32(01)：250—257．doi：10．11975，j．issn．1002—6819．2016．01．035http：／，w、^M．tcsae．orgChenGuangyin，BiJinhua，DuJing，ChangZhizhou，YeXiaomei．0ptimizationexperimentofstmw·bedanaembicfe珊entationsystemfbrbiogasproductio

5、n[J】．‘I’ransactionsoftheChineseSocietyofAgTiculturalEngineering(TmnsactionsoftheCSAE)，2016，32(01)：250—257．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．035http：／^^n^n帆tcsae．org0引言渗滤床发酵系统是近年来新兴的一种厌氧发酵技术，被广泛用于畜禽粪便、蔬菜废物、有机生活垃圾等废物处理中。Demirer等【-将渗滤床厌氧反应器用于奶牛粪便

6、厌氧发酵产沼气，取得了较好的效果，沼气产量较传统的浆料发酵提高了25％以上。Bro、vne等【a采用渗滤床反应器研究了食品废物水解特性并对相关参数进行了优化。shewani等【3

7、用数学模型研究了牛粪固态渗滤床反应器厌氧发酵过程中渗滤液的下渗特征。Koppar和Pullammanappallil【41采用渗滤床发酵系统处理废弃甜菜浆，取得了较好的产气效果，但发酵液在循环使用3次后，第4次试验对产气产生明显抑制，主要是由于氨的累积造成的抑制。此外，一些学者还将该发酵系统用于处理互花米草【习、餐厨垃圾【q、有机生活垃圾【1等。然而，单纯以渗滤床收稿日期

8、：2015一08一01修订日期：2015一11—30基金项目：国家水体污染控制与治理重大专项(2012zx07lOl—004)：国家科技支撑计划(2014BAL02804)：农业部公益性行业专项(201403019)作者简介：陈广银，男，江苏大丰人，博士，主要从事生物质能的研究。南京江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，210014。Email：xzcf2004@163．com※通信作者：常志州，男，江苏句容人．研究员，主要从事农业固体废弃物资源化研究。南京江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，210014。Email：czhizhou@hotma

9、il．com中国农业工程学会会员：陈广银(E041100020M)反应器处理有机废物，存在对废弃物处理时间长、出水化学需氧