寒区牛粪两级厌氧高效发酵工艺参数研究

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1、第4卷第l2期黑龙江科学V01．4No．122013年12月HEILONGJIANGSCIENCEDeeember．2013寒区牛粪两级厌氧高效发酵工艺参数研究王欣，刘伟，赵娴，王玉鹏，秦国辉，刘旭丹，徐晓秋(黑龙江省科学院科技孵化中心，哈尔滨150090)摘要：本研究以泰康镇奶牛广场的新鲜奶牛粪便为原料，综合分析厌氧发酵机理，确定一级厌氧和二级厌氧发酵的工艺参数，为寒区兴建大型沼气工程提供试验基础。关键词：牛粪；CSTR；折流反应器；产气率中图分类号：$216．4文献标志码：A文章编号：1674-8646(2013)12--0018-04Researchonthemanuretw

2、o-phaseanaerobiceficientfermentationprocessparametersincoldareaWANGXin，LiuWei，ZHAOXian，WANGYu—peng，QINGuo-hui，LIUXudan，XUXiao—qiu(S&TIncubationCentersofHeilon~iangAcademyofSciences，Harbin150090，China)Abstract：ThispaperusesthefreshCOWmanurefromTaikangDiaryasrawmaterial，comprehensivelyanalyzesan

3、aerobicfermentationmechanism，determinestechnicalparametersofone-stageandtwo—stageanaerobicfermentation，andprovidestheexperimentalbasisfortheconstructionoflarge-scalebiogasprojectincoldarea．Keywords：Manure；CSTR；baffledreactor；gasproductionrate厌氧发酵训是将畜禽粪便、农作物秸秆及工农业排型沼气工程提供试验基础。放废水中所含的有机物在适宜的厌氧条件

4、下，通过微生物2试验方法设计的作用，最终转化为沼气的过程。在此过程中，温度是影响2．1一级厌氧发酵试验厌氧发酵的关键因素。厌氧发酵微生物对温度的要求范围2．1．1单因素试验较宽，一般在10℃-60℃都能生长。投料浓度对平均产气量的影响：将新鲜牛粪分别按照本研究充分考虑寒区环境特点，在单一厌氧发酵模式6％、7％、8％、9％、l0％、1l％、l2％的投料浓度，加入下，采取两级厌氧发酵系统对奶牛粪便进行处理，大大提高到CSTR反应器中，发酵温度53℃，发酵周期14d，搅拌时了原料的利用率，使产气量达到最大程度，解决寒区沼气工间6h／d，接种量30％，来研究投料浓度与平均产气量之间程冬季因

5、热能损耗大而不能过冬的技术难题，具有广阔的的关系。发展前景。接种量对平均产气量的影响：将新鲜牛粪分别按照1试验材料与方法8％投料浓度，加人到CSTR反应器中，发酵温度53℃，发本研究以泰康镇奶牛广场的新鲜奶牛粪便为原料，采酵周期14d，搅拌时间6h／d，接种量梯度为：0％、10％、用CSTR厌氧发酵装置和厌氧往复折流装置，确定一级厌2O％、3O％、40％、5O％，研究不同接种量与平均产气量氧和二级厌氧的各项工艺参数，结合产气量、COD降解率之间的关系。等指标，确定两级厌氧发酵工艺。以产气量作为主要考察搅拌时间对平均产气量的影响：将新鲜牛粪分别按照指标，通过调节两级厌氧反应器参数，着

6、重考察参数对两级8％投料浓度，加入到CSTR反应器中，发酵温度53℃，发厌氧发酵系统的影响，提高发酵原料利用率，为寒区兴建大酵周期14d，研究在不同搅拌时间0h／d、2h／d、4h／d、收稿日期：2013-11-11基金项目：黑龙江省科学院科学研究基金项目作者简介：王欣(1979一)，男，黑龙江哈尔滨人，硕士，助理研究员，主要从事生物质能源研究。通讯作者：徐晓秋(1963一)，女，黑龙江双鸭山人，学士，研究员级高级工程师，主要从事生物质能源研究。18责任编辑：姜洋1320493872@qq．COrn6h／d、8h／d与平均产气量之间的关系，接种量30％。厌氧体系中的产甲烷菌群总量，

7、使得牛粪中大分子有机物2．1．2正交试验经水解酸化阶段后迅速甲烷化，既可防止罐内酸化中毒，又根据单因素试验结果，选定各因素的水平，对投料浓可加快反应进程。因此，在接种量为0％一30％时，平均度、接种量、搅拌时间三个因素选用L9(34)表，进行正交试产气量有上升趋势，尤其在1O％~30％时平均产气量呈验，全面考察各因素对产气量效果的影响，并通过极差分析对数增长，在接种量为3O％时，达到最大值100．5L。但是获得较优组合。在接种量为3O％~50％时，平均产气量迅速下降，