廢棄菌糠變身清潔能源的創(chuàng)新性研究-文庫吧
2024-12-31 03:53 本頁面
【正文】 發(fā)酵工藝 接種物 碳氮比 有機(jī)負(fù)荷 酸堿度 微量元素 微生物菌劑產(chǎn)氣量 綜合工藝技術(shù)條件 甲烷含量室內(nèi)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程：2009年9月取自河北靈壽農(nóng)家中的金針菇菌糠及石家莊郊區(qū)的牛糞，裝入無菌塑料袋中并系好袋口保持厭氧狀態(tài)，作好記錄帶回實(shí)驗(yàn)室備用。以取自河北靈壽農(nóng)家沼氣池厭氧活性污泥、沼液為接種物。 金針菇菌糠原料預(yù)處理用好氧菌劑，沼氣發(fā)酵添加的厭氧菌劑5，這些都由河北省科學(xué)院生物研究所自行篩選并提供。 主要儀器設(shè)備智能鼓風(fēng)干燥箱(OM130GB，上海歐邁科學(xué)儀器有限公司)，電子天平（sartorius A210P），氣相色譜儀（Agilent 7890A），馬弗爐（RJM2810，沈陽電爐廠）。自制5L實(shí)驗(yàn)型水壓式厭氧消化裝置，主要由發(fā)酵瓶、集氣瓶、計(jì)量瓶組成，由乳膠管連接，見圖1。 水壓式厭氧消化裝置123456，，，圖1水壓式厭氧消化裝置示意圖2. 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)原料TS、VS等的測(cè)定金針菇菌糠、牛糞、接種污泥的總固體含量(TS)、可揮發(fā)性固體(VS)含量、灰分等的測(cè)定方法見《厭氧生物技術(shù)原理與應(yīng)用》。 甲烷含量的測(cè)定采用氣相色譜熱導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)甲烷含量。實(shí)驗(yàn)步驟（老師協(xié)助，熟練后自己完成）：檢測(cè)器：TCD；載氣：氮?dú)?；填充柱：GDX401(80目)；柱溫：40℃；進(jìn)樣器溫度：120℃；熱導(dǎo)檢測(cè)器：150℃；橋電流：80mA；進(jìn)樣：采用微量進(jìn)樣器手動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣量為30 μL/次。氣相色譜測(cè)定氣體成份 原料預(yù)處理對(duì)沼氣產(chǎn)量的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)兩個(gè)處理，每個(gè)處理三個(gè)平行，5 L反應(yīng)器，有效容積定4 L。實(shí)驗(yàn)步驟（老師指導(dǎo)，熟練后自己完成）：處理一，將金針菇菌糠粉碎后，用研究室培養(yǎng)的原料預(yù)處理菌劑對(duì)金針菇菌糠進(jìn)行發(fā)酵預(yù)處理35 d。每個(gè)反應(yīng)器內(nèi)裝入280克菌糠，將菌劑倒入，邊倒邊攪拌，可以再補(bǔ)充些水分，用手捏有少量水?dāng)D出即可，堆積不要太實(shí)，塑料膜封口時(shí)留孔隙。35 d后菌糠上長(zhǎng)出白色菌絲、發(fā)黑時(shí)預(yù)處理結(jié)束；處理二，以未處理的金針菇菌糠為原料做對(duì)照。每個(gè)反應(yīng)器均按有機(jī)負(fù)荷率67%裝料，調(diào)節(jié)碳氮比為2426/1，接種量按原料干重的30%接種（正常發(fā)酵沼氣池底污泥），溫度28177。1℃，用自來水補(bǔ)至4L。每天記錄產(chǎn)氣量，每周檢測(cè)甲烷含量。 有機(jī)負(fù)荷率的選擇以金針菇菌糠為原料，實(shí)驗(yàn)設(shè)五個(gè)處理，每個(gè)處理三個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)步驟（老師指導(dǎo)，熟練后自己完成）：有機(jī)負(fù)荷率分別設(shè)為4%、6%、8%、10%、12%，有效池容4L，用尿素調(diào)節(jié)碳氮比為2426/1，接種量按原料干重的30%接種（正常發(fā)酵沼氣池底污泥），溫度28177。1℃，每天記錄產(chǎn)氣量，每周檢測(cè)甲烷含量。 碳氮比的選擇沼氣發(fā)酵原料的C/N范圍一般為2030/1，為了獲得更好的產(chǎn)氣效果，對(duì)發(fā)酵原料金針菇菌糠進(jìn)行了不同C/N對(duì)其產(chǎn)氣影響實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，每個(gè)處理三個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)步驟（獨(dú)立完成）：每個(gè)反應(yīng)器均按有機(jī)負(fù)荷率67%裝料，有效池容定為4L，碳氮比分別設(shè)定為21/23/25/27/29/1，接種量按原料干重的30%接種（正常發(fā)酵沼氣池底污泥），溫度28177。1℃，用自來水補(bǔ)至4L。每天記錄產(chǎn)氣量，每周檢測(cè)甲烷含量。 初始pH的選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)七個(gè)處理，每個(gè)處理三個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)步驟（獨(dú)立完成）：、、每個(gè)反應(yīng)器均按有機(jī)負(fù)荷率67%裝料，有效池容定為4L，接種量按原料干重的30%接種（正常發(fā)酵沼氣池底污泥），溫度28177。1℃，用自來水補(bǔ)至4L。每天記錄產(chǎn)氣量，每周檢測(cè)甲烷含量，對(duì)pH 。 接種物的選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)四個(gè)處理，每個(gè)處理三個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)步驟（獨(dú)立完成）：每個(gè)處理分別采用正常產(chǎn)氣沼氣池底部污泥、沼液、生活污泥及池塘污泥作為接種物進(jìn)行金針菇菌糠厭氧發(fā)酵。所選沼液為混有懸浮顆粒黑褐色液體,；污泥均為灰褐色的膠狀體，含水率70% 左右,pH ～。每個(gè)反應(yīng)器均按有機(jī)負(fù)荷率67%裝料，有效池容定為4L，接種量按原料干重的30%接種（正常發(fā)酵沼氣池底污泥），溫度28177。1℃，用自來水補(bǔ)至4L。每天記錄產(chǎn)氣量，每周檢測(cè)甲烷含量。 微量金屬元素對(duì)產(chǎn)氣量的影響參考研究室以前工作得出的結(jié)論，選Co 、Ni、Fe（化合物形式分別為CoCl26H2O、NiCl26H2O、FeCl24H2O）三種對(duì)甲烷菌生長(zhǎng)影響較顯著的微量元素進(jìn)行沼氣發(fā)酵試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)兩個(gè)處理，每個(gè)處理三個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)步驟（獨(dú)立完成）：處理一為對(duì)照，以經(jīng)過處理的金針菇菌糠為原料，按有機(jī)負(fù)荷率67%裝料，調(diào)節(jié)碳氮比為2426/1，接種量按原料干重的30%接種（正常發(fā)酵沼氣池底污泥）；處理二中Fe、Co、d、d，其他條件均同前邊的試驗(yàn)相一致，溫度28177。1℃，用自來水補(bǔ)至4L。每天記錄產(chǎn)氣量，每周檢測(cè)甲烷含量。 微生物菌劑對(duì)金針菇菌糠發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)六個(gè)處理，每個(gè)處理三個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)步驟（獨(dú)立完成）：處理一：對(duì)照加100mlPB培養(yǎng)液；處理二、三、四、五、六：分別加入100ml菌劑15，其中菌劑14為單一菌劑，分別為纖維素降解菌、蛋白降解菌、淀粉降解菌、脂肪降解菌，菌劑5為混合菌劑。1L廣口瓶作為厭氧發(fā)酵的反應(yīng)器，有效容積定為800ml。每個(gè)反應(yīng)器均按有機(jī)負(fù)荷率67%裝金針菇菌糠，用尿素調(diào)節(jié)碳氮比為25/1，接種量按原料干重的30%接種（正常發(fā)酵沼氣池底污泥），溫度28177。1℃，每天記錄產(chǎn)氣量，每周檢測(cè)甲烷含量
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