猪羊粪及其配比发酵沼气试验初报-新能源.PDF

猪羊粪及其配比发酵沼气试验初报 链接：/tech/91838.html 来源：中国新能源网 猪羊粪及其配比发酵沼气试验初报 李木子，孙军德 (沈阳农业大学土地与环境学院，辽宁沈阳110161) 摘要：提高农村户用沼气的产气速率和畜禽粪便等农业废弃物的利用率，是当前循环农业领域面临的主要问题。本 实验利用自行设计的恒温厌氧发酵装置，模拟农村户用沼气发酵过程，研究不同畜禽粪便混合配比(干物质比)对沼气 发酵的影响。厌氧发酵试验表明，单纯发酵原料难以满足产甲烷菌对C：N的需求，分别存在产气启动慢，产气量低 等缺点。而通过合理的富氮和富碳的发酵原料配比可以有效地加快发酵产气并提高产气量和沼气中CH 4含量。 如何高效地利用农业废弃物发酵沼气，是当今农业面临的重大挑战。国内外的科研机构和高校在这方面做了大量的 研究。刘德江[1] 研究表明，与单一发酵原料发酵沼气相比，家畜粪便混合或家畜粪便与秸秆混合可以有效地提高沼气产量，当提高发 酵原料中牛粪的比例时，气体中CH 4 的含量明显增高，同时，猪粪在厌氧发酵过程中容易发生酸化，从而造成产气量下降甚至停止产气，而羊粪、牛粪却 不容易发生酸化，基本上不影响产气量。李文哲[2] 研究表明，在温度和料液浓度较高、水停留时间较长时，发酵液中的丙酸含量也随之提高，并对接下来的产甲烷期造 成负面影响。 微生物生产沼气原料的最适碳氮比为25：1，单一发酵原料难以满足要求，因而研究混合原料不同比例发酵具有重 要意义。本实验研 究相同温度下，猪粪、羊粪单一原料 发酵及不同比例混合发酵对沼气产量及CH 4含量的影响，旨在为提高沼气产量及质量提供理论依据。 1材料与方法 1.1材料 试验原料取自沈阳农业大学后山养殖场新鲜的牛粪、羊粪；试验接种物取自沈阳市东陵区农户自用沼气池中的池底 污泥。发酵原料的碳氮含量见表1。 1.2方法 1.2.1发酵试验 自行设计的恒温厌氧发酵装置，该装置由发酵瓶、集气瓶、集水瓶3部分组成。采用1500mL的有机玻 璃杯作为发酵瓶和集气瓶，分别在发酵瓶和集水瓶上打孔以作为取样孔和出水孔，并采用止水夹封住取样孔。发酵瓶 和集气瓶之间采用10mm×8mm的硅胶管连接。 集水瓶采用100mL的量筒，向下排水集气法，所有的连结处均做密封处理。结构示意见图1。 猪羊粪及其配比发酵沼气试验初报 链接：/tech/91838.html 来源：中国新能源网 本次试验采用接种物量为20%，总固体8%的发酵浓度。发酵液配方分为以下4组：组Ⅰ：纯猪粪发酵；组Ⅱ：纯羊 粪发酵；组Ⅲ：猪粪：羊粪(干物质比)=1：1混合发酵；组Ⅳ：猪粪：羊粪(干物质比)=1：2发酵。每一种配方的发酵 液取2个平行试验。分别将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个实验组，置于1500mL的发酵瓶内敞口预处理9d，然后分别密封并连接 导气管和集气瓶，将发酵装置放入恒温培养室，在(28±1)℃恒温条件下进行厌氧发酵30d。 1.2.2分析测定方法 日产气量、累积产气量采用向下排水法计量，发酵液的pH值采用智能pH计(PHS225型)测定，气 体中CH4含量采用ZS22型沼气分析器测定。 2结果与分析 2.1预处理中不同发酵组 pH值的动态变化 按照配方配置好的发酵液混合物，搅拌均匀后，在1500mL的发酵瓶中进行为期9d的室温(20℃)好气堆沤。在堆沤过 程中，每天测定一次体系的pH值，发酵液pH值变化情况见图2。由图2可以看出，组Ⅰ在整个预处理过程中的pH值始 终维持在较低水平，呈酸性。组Ⅱ的pH值则一直保持在碱性范围内波动直到预处理结束；混合原料发酵实验组中： 组Ⅲ在堆沤开始时pH值为7.50，第3天其pH值下降至6.95，呈酸性，随后又开始升高，并维持碱性，预处理结束时， 组Ⅲ的pH值为7.50；组Ⅳ在整个预处理过程中，pH值变化趋势与组Ⅲ相似，均经历了一个先下降再升高，而后趋于 稳定的过程，但相对于组Ⅲ，组Ⅳ的pH值变化幅度较小，且在整个预处理过程中，始终维持在碱性范围内。 猪羊粪及其配比发酵沼气试验初报 链接：/tech/91838.html