发酵产生沼气的实验研究

实验

1： 材料  玉米芯:新鲜玉米芯,粉碎至  粒径1~2 cm,置于恒温干燥箱中烘10h。接种物:取自本实验室猪粪正常沼气发酵后的活性污泥。

2： 装置自制的1000mL水压式厌氧发酵装置。厌氧发酵实验装置Fig.1 Experiment equipment of anaerobic fermentation

3： 方法发酵料液的配制实验组:240 mL接种物+16 g玉米芯+沼液= 800mL,设置3个平行。对照组:240mL接种物+沼液=800mL,设置3个平行。

4： 分析检测总固体含量(TS):(105?5)e,按常规分析法测定玉米芯、接种物、发酵前后料液 的TS。  挥发性固体含量(VS):(550?20)e马弗炉中灼烧至恒重,按常规分析法测定玉米芯、接种物、发酵前后料液的VS。pH值:采用精密pH试纸测定接种物、发酵前后 叶节连等:玉米芯发酵产沼气潜力的实验研究/2011年第4期54  料液的pH值。  产气量:采用水压式法收集沼气,从实验启动的第2d起,每天定时记录产气量。根据沼气燃烧时的火焰颜色,采用火焰颜色光谱法确定气体中甲烷的含量。

结果与讨论

1： 固含量及pH值变化  采用常规分析法测定玉米芯的TS为93170%、VS为97185%,接种物的TS为9186%、VS为 61128%。  采用精密pH试纸测定接种物的pH值为715。发酵前后料液的TS、VS和pH值变化见表1。 发酵前后料液的TS、VS及pH值  Tab11 TS, VS and pH value of liquid before  and after fermentation  TS VS pH值  发酵前7.77 87.92 6.5  发酵后4.59 70.49 8.2  可以看出,玉米芯的TS降解率为40190%、VS降解率为19182%。

2： 产气量变化以玉米芯为原料,在室温(14~23e)下厌氧发酵 49d,日产气量的变化。玉米芯发酵产沼气曲线  Fig.2 Curves of biogas-production fermented from corncob 由可以看出,前20d的日均产气量基本保持在50mL左右,且点不着火,说明这段时间产的沼气主要以二氧化碳为主;21~40d,沼气产量达到高峰,  产生的沼气燃烧时呈淡蓝色火焰。实验还发现,沼气产量受温度的影响比较显著,而室温状态(14~23e)的温度变化较大,当温度低于17e时,甲烷菌活性降低,导致沼气产量降低。计算实验组和对照组的总产气量分别为4105mL、90mL,玉米芯的净产气量为4015mL。由此可计算得到玉米芯发酵产沼气潜力为335mL#  (gTS)-1或342mL#(gVS)-1。

结论

1：在室温条件下,以玉米芯为原料进行厌氧发酵的产沼气潜力为335 mL#(gTS)-1或342 mL#  (gVS)-1。表明玉米芯是一种良好的发酵产沼气原料,采用批量发酵的方式可实现连续产气。为玉米芯  发酵产沼气的应用提供了理论依据。