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》2017年博士論文

【摘要】：作為一種可再生能源,生物質的開發(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,例如由生物質轉化來的沼氣。水稻秸稈是可轉化成可再生能源的眾多生物質原料之一,在中國產量最多的木質纖維素農作物廢棄物之一,年產量在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處理或與動物糞便聯(lián)合消化才能提高產沼氣效率。本論文研究了稻秸與鴨糞的聯(lián)合消化,機械粉碎與生物預處理相結合的對稻秸厭氧消化的最大產沼氣量和能量輸出的影響,旨在為工程化應用提供理論依據(jù)和技術支撐。主要結果如下:1)研究了 7種不同的稻秸與鴨糞基質混合比例比在不同溫度(37℃和55℃)和不同初始pH值(基質原始pH值和對照組pH7.0)的聯(lián)合厭氧消化產沼氣的性能。在溫度37℃和初始pH7.0條件下,提高鴨糞在基質中比例能促進甲烷產量;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量。在厭氧消化開始后的15 d內獲得約90.4%的沼氣產量,伴隨著205 mL/gVS的產甲烷潛力�；�于第一輪試驗的結果,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量。研究了含水率(65,75 and 85%)和處理時間(10,20 and 30 d)對預處理中木質素、纖維素和半纖維素的降解和厭氧消化中甲烷產量的影響。含水率75%下P.ostreatus處理20 d具有最佳的降解效果,實現(xiàn)了木質素去除率33.4%和木質素/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%的木質素去除率和2.88的木質素/纖維素去除比。兩種白腐菌處理后,稻秸的產甲烷潛力分別可達到263 and 214 L/kg VS,相比未經過處理的水稻秸稈,產氣提高了 120%和78.3%。3)研究不同物理預處理(粉碎)結合生物預處理(Pleurotusostreatus)以提高稻秸在干發(fā)酵中的生物降解性和沼氣產量。研究了稻秸粉碎(≤2 mm)和不同的處理時間(10,20,30 d)對預處理中木質素、纖維素和半纖維素的降解和厭氧消化中甲烷產量的影響。粉碎和處理時間對木質素去除率和甲烷產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)了木質素去除率30.4%和木質素/纖維素去除比4.2,產甲烷潛力最高達258 L/kg VS,比未處理的水稻秸稈產氣提高了 165%。4)研究了白腐菌和粉碎處理后稻秸的連續(xù)厭氧消化產沼性能(TS 10%)。有機負荷從3增加到6 g VS/(L.d),日沼氣產率降低,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,沼氣產量增加;有機負荷繼續(xù)增加,沼氣產量、甲烷濃度和pH值均出現(xiàn)了下降,說明厭氧消化受到抑制。結果表明,有機負荷應該控制在5 g VS/(L.d)下。相對于控制組(蒸汽處理秸稈),白腐菌預處理的沼氣產量提高了 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 ) .

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

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