畜禽粪便高温厌氧干发酵关键参数优化研究

摘要

该文在对国内外畜禽粪便处理技术广泛了解的基础上,结合中国畜禽粪便处理技术的现状及其发展,得出高温厌氧干发酵技术是及时有效处理畜禽粪便最有前途的新工艺.采用该工艺处理畜禽粪便没有恶臭产生,并无需加水稀释粪便、发酵后的产物无需脱水,同时可产生沼气,既治理了环境污染,又产生了新能源,并提供优质有机肥,从而取得综合利用效益.综合分析厌氧发酵原理后,在前人单因素分析结果的基础上,该课题重点研究发酵温度、发酵原料的C/N比值和操作方法(有无搅拌)三个关键因素的改变对发酵前后物料的全氮绝对损失率和发酵过程中沼气总产量的影响.通过正交试验,可以建立关于全氮绝对损失率和沼气总产量的数学模型:(公式略)其中,z<,1>表示发酵温度,z<,2>表示发酵原料的C/N比值,z<,3>表示有无搅拌操作.最后得出结论,当发酵温度为55℃、发酵原料C/N比值为12.5(发酵原料为猪粪不加入其它原料)、有搅拌操作时,高温厌氧干发酵的综合效果最佳.这一结论为进行畜禽粪便厌氧干发酵处理提供基础资料和参考数据.该文也对厌氧干发酵产物按11个因素指标进行模糊聚类,根据其特点分成五类,为进一步的有机肥料生产提供参考数据.

目录

文摘

英文文摘

第一部分综述

1.1目的与意义

1.2国内外研究动态

1.2.1干燥法

1.2.2化学处理法

1.2.3生物处理法

1.3研究内容及技术路线

第二部分厌氧发酵机理分析

2.1厌氧发酵基本原理

2.2厌氧发酵过程

2.3厌氧发酵的工艺条件

2.3.1严格的厌氧环境

2.3.2发酵原料

2.3.3发酵温度

2.3.4接种物

2.3.5 pH值

2.3.6营养物质

2.3.7搅拌

2.4试验因素的确定

第三部分材料与方法

3.1试验仪器设备简介

3.2测定方法

3.2.1总固体含量测定

3.2.2全氮测定

3.2.3全磷测定

3.2.4全钾测定

3.2.5有机碳测定

3.2.6速效氮测定

3.2.7速效磷测定

3.2.8速效钾测定

3.2.9腐殖酸测定

3.2.10 pH值测定

第四部分正交试验

4.1试验目的

4.2试验原料

4.3试验方案的设计

4.3.1试验指标

4.3.2全氮含量测定

4.3.3沼气总产量测定

4.3.4试验因素与水平的确定

4.4试验过程

4.4.1发酵原料成分测定

4.4.2接种物的培养

4.4.3准备工作

4.4.4测试项目

4.4.5单因素分析

4.4.6综合因素分析

4.5全氮含量绝对损失率线性回归分析

4.5.1线性回归设计

4.5.2计算

4.5.3回归方程的检验

4.6.1线性回归设计

4.6.2计算

4.6.3回归方程的检验

4.7最优组合的确定

4.8试验验证

4.9发酵周期的确定

第五部分模糊聚类分析

5.1问题的提出

5.2方法的依据

5.3分类指标的确定

5.4模糊聚类分析

第六部分结论与建议

6.1主要结论

6.2不足与建议

参考文献

致谢