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生物氫烷耦合微藻養(yǎng)殖的畜禽糞污資源化系統(tǒng)質(zhì)量流分析

發(fā)布時間:2024-06-02 19:24
  目前畜禽廢棄物厭氧產(chǎn)甲烷技術(shù)具有發(fā)酵周期長和發(fā)酵液處理難等問題,相比之下,耦合兩階段厭氧發(fā)酵和微藻技術(shù)制取氫氣和甲烷(氫烷)可縮短發(fā)酵周期,發(fā)酵液通過養(yǎng)殖微藻實現(xiàn)營養(yǎng)回收,且生物量增值可用于制取更多氫烷氣體,是一種具有應(yīng)用前景的集成系統(tǒng)。文章在實驗室規(guī)模下構(gòu)建日處理量為6 kg豬糞的耦合系統(tǒng),并對其進(jìn)行質(zhì)量流分析。耦合系統(tǒng)質(zhì)量流分析表明,與僅厭氧發(fā)酵產(chǎn)生物氫烷相比,耦合系統(tǒng)能量回收率提高了23.61%,且耦合系統(tǒng)可更有效利用氮元素,為畜禽糞污資源化途徑提供參考。

【文章頁數(shù)】:5 頁

【部分圖文】:

圖1生物氫烷耦合微藻養(yǎng)殖的畜禽糞污利用系統(tǒng)

圖1生物氫烷耦合微藻養(yǎng)殖的畜禽糞污利用系統(tǒng)

藻環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),可以在鹽湖及非耕地中生長,不占用農(nóng)業(yè)用地;3)通過微藻處理發(fā)酵液不產(chǎn)生額外污染物且能有效回收營養(yǎng)元素,是更環(huán)保和可持續(xù)的途徑[12]。針對目前畜禽糞污厭氧產(chǎn)甲烷過程的問題,筆者將構(gòu)建生物氫烷耦合微藻養(yǎng)殖的畜禽糞污利用系統(tǒng),以兩階段厭氧發(fā)酵為主,并輔以發(fā)酵液培養(yǎng)微....


圖2單階段厭氧發(fā)酵系統(tǒng)碳元素流動示意圖

圖2單階段厭氧發(fā)酵系統(tǒng)碳元素流動示意圖

23]。與其他生物燃料的生產(chǎn)過程相比,微藻培養(yǎng)與沼氣生產(chǎn)相結(jié)合具有更強(qiáng)的競爭力[24]。在本模塊中,收獲的小球藻與豬糞混合進(jìn)行兩階段厭氧發(fā)酵,操作條件如上所述,微藻養(yǎng)殖與兩階段發(fā)酵耦合使氫氣和甲烷產(chǎn)量分別增加6.42L·d-1和88.52L·d-1。微藻養(yǎng)殖過程中每生產(chǎn)1kg小球....


圖3兩階段厭氧發(fā)酵系統(tǒng)碳元素流動示意圖

圖3兩階段厭氧發(fā)酵系統(tǒng)碳元素流動示意圖

它發(fā)酵液處理方式相比,該耦合系統(tǒng)產(chǎn)生1kg小球藻后經(jīng)兩階段厭氧發(fā)酵可額外獲得能量12.33MJ。2結(jié)果與分析2.1碳元素流動利用豬糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷系統(tǒng)碳元素流動情況如圖2所示。該系統(tǒng)穩(wěn)定運行時,根據(jù)上述數(shù)據(jù)有:投入豬糞6kg,碳元素含量為7.8%[25],豬糞中含碳468g;投入....


圖4厭氧發(fā)酵系統(tǒng)營養(yǎng)元素流動示意圖

圖4厭氧發(fā)酵系統(tǒng)營養(yǎng)元素流動示意圖

還田場景高出36.1%。利用豬糞厭氧產(chǎn)甲烷(生物氫烷)耦合微藻養(yǎng)殖時,通過微藻養(yǎng)殖循環(huán)利用豬糞原料中的氮元素,該系統(tǒng)中氮元素僅在厭氧過程中損失4.32g,其利用率高達(dá)90%,比其他兩個場景均高出不少。從氮元素流動情況來看,利用豬糞厭氧發(fā)酵耦合微藻養(yǎng)殖可使氮元素在其系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動....



本文編號:3987675

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