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        藍(lán)藻與稻草混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究

        2014-04-29 00:00:00姚建剛陳智遠(yuǎn)李國梁等
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年17期

        摘要 [目的]探討藍(lán)藻與稻草混合厭氧干發(fā)酵的可行性及產(chǎn)氣特性。[方法]采用批量發(fā)酵的方式,比較藍(lán)藻、稻草以及藍(lán)藻與稻草混合發(fā)酵產(chǎn)沼氣的能力。[結(jié)果]接種物與物料TS(干物質(zhì))1∶ 1時,在恒定溫度為35 ℃的發(fā)酵環(huán)境中停留60 d,單獨藍(lán)藻厭氧發(fā)酵TS產(chǎn)氣率為267 ml/g,單獨稻草厭氧發(fā)酵TS產(chǎn)氣率為320 ml/g,而藍(lán)藻與稻草TS 1∶ 1混合發(fā)酵物料TS產(chǎn)氣率為362 ml/g,比單獨藍(lán)藻、稻草厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率都高。[結(jié)論]藍(lán)藻與稻草混合發(fā)酵有利于厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的進(jìn)行,可以有效提高發(fā)酵物料的利用率。

        關(guān)鍵詞 藍(lán)藻;稻草;混合厭氧發(fā)酵;沼氣

        中圖分類號 S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611(2014)17-05558-02

        Abstract [Objective] The research aimed to study the feasibility and gas production characteristics of the codigestion of blue algae and straw.[Method] Codigestion and separate digestion of blue algae and straw by the batch experiment of dry fermentation was conducted. And the biogas production capacities of each digestion group were compared.[Result] The results showed that temperature for the batch dry fermentation experiment was 35 ℃, and the retention time was 60 days. With TS ratio of inoculum and feedstock of 1∶ 1, the biogas production rate of blue algae was 267 ml/g TS(dry matter), and straw was 320 ml/g TS(dry matter). But the biogas production rate of codigestion (with TS ratio of blue algae and straw of 1∶ 1) was 362 ml/g which was higher than pure algae and straw fermentation. [Conclusion] This research indicated that codigestion of blue algae and straw could improve the utilization rate of substrate.

        Key words Blue algae; Straw; Codigestion; Biogas

        近年來,隨著社會與經(jīng)濟的發(fā)展,環(huán)境污染成為人們最為關(guān)心的話題。因湖泊水體富營養(yǎng)化而導(dǎo)致的藍(lán)藻問題和因秸稈焚燒導(dǎo)致空氣污染的問題常見諸報端,其中以江蘇地區(qū)最為嚴(yán)重。太湖藍(lán)藻年年爆發(fā),其中2007年的藍(lán)藻大爆發(fā)嚴(yán)重影響了太湖周邊市民的生活用水,給周邊群眾生活與健康帶來了非常不利的影響[1]。同時,每年秸稈大量被焚燒,2012年因秸稈焚燒導(dǎo)致江蘇各地空氣質(zhì)量下降,可見度降低,嚴(yán)重影響了市民的正常生活和出行的交通安全[2]。

        由此可見,藍(lán)藻和秸稈的資源化利用是亟待解決的關(guān)鍵問題。目前國內(nèi)針對藍(lán)藻和稻草利用的研究很多,其中都有利用藍(lán)藻、稻草進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣這一利用途徑[3-10]。但是利用兩者混合進(jìn)行厭氧發(fā)酵的研究較少,為此,筆者重點研究藍(lán)藻和稻草混合厭氧發(fā)酵的可行性及產(chǎn)氣特性。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        發(fā)酵原料:藍(lán)藻取自江蘇太湖藍(lán)藻打撈堆放點,稻草為溧陽某農(nóng)田曬干的干稻草。接種物:取該研究課題組實驗室在35 ℃條件下馴化富集3個月的厭氧污泥。原料和接種物的主要成分見表1。

        空白對照組共產(chǎn)氣660 ml,由表3可以看出,試驗組A純藍(lán)藻TS產(chǎn)氣率為267 ml/g,試驗組B藍(lán)藻稻草混合物TS產(chǎn)氣率為362 ml/g,試驗組C純稻草TS產(chǎn)氣率為320 ml/g,

        藍(lán)藻和稻草混合發(fā)酵物比藍(lán)藻和稻草分別厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣都高,TS產(chǎn)氣率比單獨發(fā)酵的簡單加和提高了23.3%??梢缘贸鏊{(lán)藻和稻草混合后更適宜厭氧發(fā)酵,兩種物質(zhì)相混合可以促進(jìn)厭氧發(fā)酵的進(jìn)程。

        圖2為試驗組每日所產(chǎn)沼氣中甲烷含量的曲線,可以看出3個試驗組均正常產(chǎn)氣,發(fā)酵啟動迅速,在第4天后均可以點燃,并且甲烷含量均維持在50%以上,平均甲烷含量達(dá)到60%以上,保證了所產(chǎn)沼氣的品質(zhì)。

        3 結(jié)論與討論

        試驗結(jié)果表明,藍(lán)藻和稻草秸稈均是能很好地發(fā)酵產(chǎn)沼氣的原料,且藍(lán)藻和稻草秸稈混合發(fā)酵更有利于增加沼氣產(chǎn)量,提高發(fā)酵效率。在發(fā)酵溫度為35 ℃、厭氧停留時間為60 d、發(fā)酵TS濃度為15%的條件下,純藍(lán)藻厭氧發(fā)酵TS產(chǎn)氣率為267 ml/g,純稻草厭氧發(fā)酵TS產(chǎn)氣率為320 ml/g,而藍(lán)藻與稻草按TS比1∶ 1混合后共發(fā)酵的物料TS產(chǎn)氣率可達(dá)362 ml/g,比單獨的藍(lán)藻、稻草厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量提高23.3%。該研究為工程應(yīng)用提供了理論數(shù)據(jù)參考。在工程實際應(yīng)用中,可根據(jù)物料的具體性質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)化藍(lán)藻和稻草的物料配比,提高產(chǎn)氣率。

        參考文獻(xiàn)

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