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题名牛粪厌氧发酵酸化处理条件的优化
被引量：8
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作者
孙宇
付博锐
刘权
晏磊
王伟东
王彦杰
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机构
黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院
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出处
《中国生态农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第9期1222-1229,共8页
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基金
"十二五"国家科技支撑计划项目(2012BAD12B05)
黑龙江省杰出青年科学基金(JC201002)
+1 种基金
"十二五"黑龙江农垦总局重大科技专项(HNK11A-10-01)
黑龙江省科技厅科技攻关指导性项目(GZ11B108)资助
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文摘
在牛粪厌氧发酵过程中,高含量的木质纤维素降低了厌氧发酵的水解酸化速度,水解酸化阶段成为牛粪厌氧发酵过程的限速步骤。为提高牛粪两相厌氧发酵甲烷的产量,对酸化处理条件进行优化。利用两相厌氧发酵工艺,在35℃发酵条件下,研究牛粪酸化处理时间、搅拌频率、料液浓度和尿素添加量对甲烷总产量的影响。单因素试验结果表明,最佳的酸化时间、搅拌频率、料液浓度、尿素添加量分别为96 h、3次.24 h 1(60 r·min-1,1 min·次-1)、8.0%、1.28 g·L-1。在单因素试验基础上,选取酸化时间、料液浓度、尿素添加量为自变量,以甲烷总产量为响应值,根据中心组合设计原理设计试验。采用3因素5水平的响应面分析法,建立酸化处理条件对甲烷产量影响的回归模型,进行显著性和交互作用分析。结果表明,在35℃、搅拌频率为3次.24 h 1(60 r·min-1,1 min·次-1)酸化条件下,酸化料液浓度对甲烷产量影响最大,尿素添加量次之,酸化时间影响最小;酸化最佳处理条件为:酸化时间93.7 h、料液浓度8.3%、尿素添加量1.26 g·L-1。经过优化,甲烷含量、总产气量、挥发性固体含量(VS)和化学需氧量(COD)去除率分别比未酸化处理提高了14.3%、44.7%、41.8%和33.9%,而酸化处理对纤维素、半纤维素和木质素含量影响不显著。由此可见,牛粪酸化处理有利于甲烷产生,可提高甲烷含量及VS和COD去除率。
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关键词
牛粪
两相厌氧发酵
酸化处理条件
甲烷产量
响应面优化法
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Keywords
Cattle manure, Two-phased anaerobic fermentation, Acidification condition, Methane production, Response surface methodology
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分类号
X713
[环境科学与工程—环境工程]
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