發(fā)布時間：2018-05-08 01:30

  本文選題：水稻秸稈 + 鴨糞　； 參考：《浙江大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：作為一種可再生能源,生物質(zhì)的開發(fā)利用無論從能源和環(huán)境的角度都是十分重要的,它能降低快速增長的化石燃料的消耗速率。化石燃料儲量有限,而且燃燒引起溫室氣體的排放,尋找可替代的清潔能源迫在眉睫,例如由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化來的沼氣。水稻秸稈是可轉(zhuǎn)化成可再生能源的眾多生物質(zhì)原料之一,在中國產(chǎn)量最多的木質(zhì)纖維素農(nóng)作物廢棄物之一,年產(chǎn)量在1.8-2.7億噸之間。水稻秸稈主要以一些傳統(tǒng)的方法被利用,其中最多的處理方式是田間就地焚燒。但秸稈的露天焚燒會釋放引起肺部和呼吸道疾病的污染物,危害環(huán)境和公眾安全。然而,水稻秸稈在厭氧消化中需要預(yù)處理或與動物糞便聯(lián)合消化才能提高產(chǎn)沼氣效率。本論文研究了稻秸與鴨糞的聯(lián)合消化,機械粉碎與生物預(yù)處理相結(jié)合的對稻秸厭氧消化的最大產(chǎn)沼氣量和能量輸出的影響,旨在為工程化應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。主要結(jié)果如下:1)研究了 7種不同的稻秸與鴨糞基質(zhì)混合比例比在不同溫度(37℃和55℃)和不同初始pH值(基質(zhì)原始pH值和對照組pH7.0)的聯(lián)合厭氧消化產(chǎn)沼氣的性能。在溫度37℃和初始pH7.0條件下,提高鴨糞在基質(zhì)中比例能促進甲烷產(chǎn)量;而在55℃下能縮短厭氧消化停留時間。稻秸與鴨糞以40:60的配比時具有最佳的甲烷含量和甲烷產(chǎn)量。在厭氧消化開始后的15 d內(nèi)獲得約90.4%的沼氣產(chǎn)量,伴隨著205 mL/gVS的產(chǎn)甲烷潛力�；�于第一輪試驗的結(jié)果,又研究了總固體濃度(TS 10%和20%)對稻秸和鴨糞聯(lián)合消化的影響�？紤]到單位體積的效率,TS20%的干發(fā)酵比10%的濕發(fā)酵提高了 150%(55℃,稻秸和鴨糞50:50)。2)研究了稻秸經(jīng)白腐菌 Pleurotus ostreatus和Trichoderma reesei處理(TS20%干發(fā)酵)以提高生物降解能力和甲烷產(chǎn)量。研究了含水率(65,75 and 85%)和處理時間(10,20 and 30 d)對預(yù)處理中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的降解和厭氧消化中甲烷產(chǎn)量的影響。含水率75%下P.ostreatus處理20 d具有最佳的降解效果,實現(xiàn)了木質(zhì)素去除率33.4%和木質(zhì)素/纖維素去除比4.2。相同含水率和處理時間條件下。相比之下,Trichoderma reesei實現(xiàn)了 23.6%的木質(zhì)素去除率和2.88的木質(zhì)素/纖維素去除比。兩種白腐菌處理后,稻秸的產(chǎn)甲烷潛力分別可達到263 and 214 L/kg VS,相比未經(jīng)過處理的水稻秸稈,產(chǎn)氣提高了 120%和78.3%。3)研究不同物理預(yù)處理(粉碎)結(jié)合生物預(yù)處理(Pleurotusostreatus)以提高稻秸在干發(fā)酵中的生物降解性和沼氣產(chǎn)量。研究了稻秸粉碎(≤2 mm)和不同的處理時間(10,20,30 d)對預(yù)處理中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的降解和厭氧消化中甲烷產(chǎn)量的影響。粉碎和處理時間對木質(zhì)素去除率和甲烷產(chǎn)量有明顯的提高效果。白腐菌處理30 d后再粉碎進行厭氧消化,實現(xiàn)了木質(zhì)素去除率30.4%和木質(zhì)素/纖維素去除比4.2,產(chǎn)甲烷潛力最高達258 L/kg VS,比未處理的水稻秸稈產(chǎn)氣提高了 165%。4)研究了白腐菌和粉碎處理后稻秸的連續(xù)厭氧消化產(chǎn)沼性能(TS 10%)。有機負荷從3增加到6 g VS/(L.d),日沼氣產(chǎn)率降低,甲烷含量先升高后降低、最終穩(wěn)定。當有機負荷從3增加到5gVS/(L.d)時,沼氣產(chǎn)量增加;有機負荷繼續(xù)增加,沼氣產(chǎn)量、甲烷濃度和pH值均出現(xiàn)了下降,說明厭氧消化受到抑制。結(jié)果表明,有機負荷應(yīng)該控制在5 g VS/(L.d)下。相對于控制組(蒸汽處理秸稈),白腐菌預(yù)處理的沼氣產(chǎn)量提高了 54.6%。
[Abstract]:This paper studied the effects of combined digestion , mechanical crushing and biological pretreatment on the biogas production of rice straw and duck manure . The degradation of lignin , cellulose and hemicellulose and the yield of methane during anaerobic digestion of rice straw were studied by different physical pretreatment ( crushing ) and biological pretreatment ( 10 , 20 , 30 d ) . When the organic load increased from 3 to 5 gVS / ( L . d ) , the yield of methane increased , the yield of methane increased , the methane concentration and pH value decreased , indicating that anaerobic digestion was inhibited . The results showed that the organic load should be controlled at 5 g VS / ( L . d ) .

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S216.4

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