醋糟厌氧发酵制氢的影响因素研究_马海乐
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外源氮元素添加对醋糟厌氧发酵产氢的影响邵淑萍;张存胜;王振斌;任晓锋;崔凤杰;赵鹏翔;张军宏【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2015(041)008【摘要】在中温条件下,采用批式发酵方式,探讨外源氮元素添加对醋糟厌氧发酵产氢的影响.以尿素、氯化铵和硝酸钾分别代表有机氮、氨基氮和硝基氮,在确定最佳C/N的条件下,主要研究了氢气产率、厌氧发酵类型以及发酵前后发酵液中氮形态的变化.结果表明,醋糟厌氧发酵产氢的最佳C/N为40,尿素、氯化铵和硝酸钾添加使得氢气产率从54 mL/g-VS提高到65、85和78 mL/g-VS,分别提高了46%、57%和21%.加入氯化铵和尿素可以将发酵类型从丁酸型转化为乙醇型;发酵液中氮的形态以氨态氮为主,外源氮元素添加,使得厌氧发酵后总氮含量均显著增加,硝基氮含量均显著下降.【总页数】5页(P65-69)【作者】邵淑萍;张存胜;王振斌;任晓锋;崔凤杰;赵鹏翔;张军宏【作者单位】江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江,212013;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江,212013;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江,212013;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江,212013;工业发酵微生物教育部重点实验室暨天津市工业微生物重点实验室(天津科技大学),天津,300457;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江,212013;国网节能服务有限公司北京生物质能源技术中心,北京,100081;国网节能服务有限公司北京生物质能源技术中心,北京,100081【正文语种】中文【相关文献】1.初始pH值对醋糟厌氧发酵产氢的影响 [J], 刘瑞光;马海乐;王振斌;顾顺;ZHANG Ruihong2.醋糟厌氧发酵制氢的影响因素研究 [J], 马海乐;刘瑞光;王振斌;顾顺;Ruihong Zhang3.厌氧发酵产氢细菌的分离和鉴定及产氢特性 [J], 马晓轩;李珊珊;范代娣;陈火晴;朱晨辉;骆艳娥;米钰4.一株厌氧发酵木糖产氢细菌的分离及其产氢特性研究 [J], 刘星;马诗淳;黄艳;周正;张辉;邓宇5.典型农业废弃物干式厌氧发酵产氢影响因素的研究 [J], 贾璇; 吴雅楠; 赵强强; 郝艳; 李鸣晓因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
污泥厌氧发酵产氢的影响因素分析的开题报告一、选题背景随着人们对环境保护和能源危机日益关注,利用微生物处理工艺提取可再生能源也越来越受到广泛关注。
目前,污泥厌氧发酵产氢被认为是一种环保、高效的氢气生产方式。
然而,污泥厌氧发酵产氢过程受到多种因素影响,如供碳源的种类、初始PH 值、温度、微生物种群及其数量等。
因此,在探究污泥厌氧发酵产氢的影响因素方面,对于氢气生产的优化、提高产氢量和资源利用率具有重要意义。
二、研究的目的本研究旨在探究不同因素对污泥厌氧发酵产氢的影响,找到最优的生产条件,提高产氢量和资源利用率,为氢气生产和环境保护方面提供科学依据。
三、研究内容本研究的任务和内容如下:1.了解污泥厌氧发酵产氢的机理和特点;2.分析影响污泥厌氧发酵产氢的因素,包括供碳源的种类、初始PH值、温度、微生物种群等;3.通过对比实验,研究不同因素对污泥厌氧发酵产氢的影响,并利用统计学方法对实验数据进行分析;4.优化最优生产条件,提高产氢量和资源利用率;5.探究污泥厌氧发酵产氢的应用前景和发展方向。
四、研究方法本研究将采用实验室模拟污泥厌氧发酵反应,通过对比实验设计不同因素的处理方式,测量反应体系中产氢量、COD去除率等指标,并利用统计学方法对实验数据进行分析。
五、研究意义本研究通过对污泥厌氧发酵产氢的影响因素进行探究,提高污泥厌氧发酵产氢的产氢量和资源利用率,具有重要意义,可以为氢气生产和环境保护方面提供科学依据,推动其在实际应用中的推广和发展。
六、参考文献1. Li W, Li Z, Yu X, et al. High-solid anaerobic digestion of organic wastes for methane production: a review. Bioresource technology, 2014, 169: 433-441.2. Zhu Y, Men M, Yuan Y, et al. Effects of temperature and pH on dark fermentative hydrogen production from sucrose by Enterobacter aerogenes. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35(16): 8749-8756.3. 张三,李四。
农产品加工·学刊2009年第10期收稿日期:2009-07-30基金项目:镇江市国际合作项目(GJ2007010,GJ2008010);镇江市工业攻关项目(GY2007002)。
作者简介:马海乐(1963-),男,陕西人,博士,教授,博士生导师,研究方向:生物资源高效利用技术。
E-mail :mhl@ 。
氢气是清洁能源,其燃烧产物只有水,可以以金属氢化物的形式进行储存[1]。
尽管氢气作为清洁能源有着巨大的潜力,但目前氢气的生产多是由煤、石油、天然气等化石燃料制得[2]。
现在全球每年氢气总产量约为5×1011nm 3,其中用非化石能源制得氢气约2×1010nm 3[3]。
生物系统提供了一系列的制氢方法,包括直接光分解、间接生物光分解、光发酵和暗发酵(厌氧发酵)制氢法[5,6]。
生物氢气作为微生物代谢的副产物,正在成为现代技术开发的热点,它能利用多种可再生资源来生产氢气[7]。
暗发酵可以利用更廉价的废水、废弃物厌氧发酵制氢,例如豆腐制造业废弃物、米糠和麸皮、葡萄酒酿造厂污水、糖蜜和蔗糖废水、废弃的活性污泥、城市固体垃圾、淀粉污水、餐厨垃圾、稻草、椰子壳、制糖甘蔗渣等,所以厌氧发酵生物制氢是一种更经济、划算的制氢方法[7,8]。
响应面法优化醋糟厌氧发酵制氢马海乐1,2,3,刘瑞光1,3,王振斌1,2,3,顾顺1,3,R uihong Zhang 4,3(1.江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013;2.江苏省农产品生物加工与分离工程技术研究中心,江苏镇江212013;3.美国加州大学—中国江苏大学生物质能联合研究中心,江苏镇江212013;4.Department of Biological &Agricultural Engineering ,University of California-Davis ,Davis ,CA 95616,USA )摘要:依据响应面试验设计法,选取有机负荷(Food/M icrobe ,F/M )、固液比、初始pH 值和发酵温度为考察因素,进行醋糟厌氧发酵制氢工艺优化试验。
声 明 本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。
论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。
与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
作者签名:日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。
本人授权沈阳建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。
(如作者和导师同意论文交流,请在下方签名;否则视为不同意。
)作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后:不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名:导师签名:日期:日期:硕士研究生学位论文第一章绪论 9第一章 绪 论 1.1 课题背景能源在经济发展,科技进步和提高人民生活水平的过程中起到重要作用,它推动社会进步,影响人类社会的可持续发展。
随着科技的发展和人民生活水平的提高,人们对能源的需求量也与日俱增,据报道世界上最近几十年内能源的消耗量相当于过去几百年的消耗量总和[1],目前人类所使用的能源中有98%是化石能源[2]例如煤炭、石油和天然气。
地球上的化石能源都是不可再生的,而且它们的储存量是十分有限的面临枯竭的危险。
据专家推测,如果按照现有储量[3]开采技术和消耗速度来推算,煤、石油、天然气的可使用有效年限分别为一百多年、五十几年年和三十几年我国人口众多,能源危机十分严峻。
我国虽然地大物博资源丰富但人均资源占有量在世界上处于较低水平,比其它发达国家低得多。
随着我国的经济不断增长,生产力不断提高。
我国的能源消耗量不断上涨,但利用率低,比起许多发达国家我们的技术落后,开采不完善。
目前我国能源基本上是自给自足,满足国内消费为主,但随之而来的一系列环境污染问题,水资源匮乏问题都呈现出来。
厌氧发酵水生成氢气的研究及其机理探究【前言】水是我们日常生活中必不可少的一种物质,而水的组成元素之一——氢,正是被认为是一个潜力巨大的新能源来源。
因此,在当今多元化能源的背景下,研究氢的生产及利用渐成热门话题。
本文就是针对这一话题,着重探讨厌氧发酵水生成氢气的研究及其机理。
【厌氧发酵水生成氢气的研究】厌氧发酵水产生氢气的过程是一种微生物反应。
在这一反应中,氢气是由加入反应器中含有酵母菌和细菌的复合微生物群体产生的。
这些微生物可以通过代谢水中的营养物质(如纤维素、淀粉和糖)而产生氢气。
在目前已有的研究成果中,投加较少的中性摄氏度基质水(如去离子水或蒸馏水)可以在室温下、大气压下,通过一种叫做厌氧发酵技术的方式迅速有效地产生氢气。
通过对留样、气相色谱法、热重分析法、荧光显微镜法和扫描电子显微镜法等多种手段对样品进行分析,可以发现仅仅在30分钟的反应过程中微生物群体就开始产生氢气,此后的反应产物都以氢气为主,产气量接近稳定。
而且在反应过程中还会产生一些其它气体,如二氧化碳、甲醛等。
【厌氧发酵水生成氢气的机理探究】厌氧发酵水生成氢气的机理一直是科学家们关注和探究的方向。
目前,厌氧氢产生被认为是一种多步反应过程,主要如下:首先,底物(水和糖)首先进入到反应反应器中,被分解成:酪氨酸和乙醛酸。
然后,这些产物被厌氧微生物利用来产生氢气。
在此过程中,微生物群体主要是通过一种叫做酸性发酵的方式来产生氢气的。
酸性发酵过程中产生的氢是通过酸发酵微生物的代谢活动而产生的。
这些微生物可以通过初始碳富基物的酸性发酵来摆脱初始基物中存在的纤维素和淀粉等物质的抑制作用。
在此过程中,底物的发酵过程主要以乳酸为中间体,微生物将其转化为其它化合物,含氢但不含氧原子的化合物逐渐增多,同时氢离子的浓度不断增加,因此氢的产生量逐渐增大。
总之,厌氧发酵水生成氢气的机理十分复杂,涉及到多步反应和多种生物学及化学现象理论。
不过经过多方面的研究和实验验证,科学家们已经成功掌握了较为有效的氢产生技术,也逐渐摸清楚了其技术机理,为创造更清洁、更环保的社会贡献一份力量。
酒糟液厌氧发酵的影响因素研究罗亚敏;王俊;唐启;杜艳红;崔俊峰【摘要】研究了温度、厌氧污泥接种量对酒糟液厌氧发酵过程中COD、pH值、产气率的影响.结果表明,各实验条件下,酒糟液的pH均呈现向中性的趋势变化;同一温度下,厌氧污泥接种量越高,酒糟液越容易发酵,且发酵越完全;温度对产气率的影响较大,当温度40℃时,产气率较高,且不同接种量条件下的产气率相差较大.在本实验条件下,温度为40℃、V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6时是酒糟液厌氧发酵的最适宜条件.%This paper studies the temperatures and anaerobic sludge on the liquor distiller's grains anaerobic fermentation process of COD,pH value change and gas yield.Results show that under the experimental conditions,the pH value shows a gradual return to neutral trend.At the same temperature,the higher inoculation amount,the distiller's grain is more easy to ferment,and more complete.The temperature has a great influence on the gas production rate.Temperature of 40 ℃ when the gas production rate is higher than the temperature of others and not under the same conditions of inoculation quantity gas production rate varies greatly.Under the experimental conditions,we find when the temperature is 40 ℃,inoculation VAnaerobic sludge ∶ Vwine Lees Liquid =4 ∶ 6 is the most suitable conditions for the anaerobic fermentation of distiller's grain.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2017(035)008【总页数】8页(P1266-1273)【关键词】酒糟液;厌氧发酵;温度;接种量;沼气产量【作者】罗亚敏;王俊;唐启;杜艳红;崔俊峰【作者单位】舞钢市环境保护局,河南舞钢462500;河南省科学院化学研究所有限公司,郑州450002;河南省有色金属地质矿产局第四地质大队,郑州450000;河南省科学院化学研究所有限公司,郑州450002;河南省科学院化学研究所有限公司,郑州450002【正文语种】中文【中图分类】X703.1随着白酒市场的不断扩大和车用燃料乙醇的大范围使用,作为乙醇和白酒生产的副产物——酒糟的产量也随之增大.近年来,每年发酵丢糟达1500~2100万t.如不及时加以利用或处理,会造成资源浪费并严重污染环境,发酵业对环境的污染程度仅次于造纸行业[1].酒糟中含有丰富的蛋白质、18种氨基酸、磷、钾等无机元素及戊糖、总糖和脂肪等有机成分[2].目前,酒糟主要用于家畜饲料、发酵蛋白饲料、培养食用菌、改良土壤等.酒糟中水分的质量分数高达60%~70%,粗蛋白12%~15%,粗纤维20%左右[3],非常适宜作为厌氧消化的原料.高军林[4]等利用酒糟液作为污泥厌氧消化的添加剂,很大程度上提高了剩余污泥的产气率.本文以酒糟液为发酵基质,分别研究了厌氧污泥接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5,温度为30、35、40、45℃的条件下厌氧发酵过程中COD和pH的变化、产气总量及产气率,分析温度、厌氧污泥接种量对酒糟液厌氧发酵的影响,得出其最适宜的发酵条件,为酒糟的综合利用探索一种新的方法.酒糟液作为基质,取自泸州市某酒厂;厌氧污泥取自河南某造纸厂IC罐中活性较好的厌氧颗粒污泥.实验装置如图1所示.1.2.1 温度对酒糟液厌氧发酵的影响设置30、35、40、45℃四个不同的温度梯度.用500 mL发酵瓶做发酵器,每瓶加入400 mL在40℃条件下搅拌3 d的酒糟液,然后加入100 g颗粒污泥,将装置连接好,放入恒温水浴摇床中开始发酵产气试验[5-6],每个实验重复3次.当发酵瓶内连续3 d不再产气时,视为发酵周期结束.发酵过程中采用排水集气法测产气量,并分析沼气中甲烷的含量;每天取发酵瓶中的发酵液,观测发酵液中pH、COD的变化.1.2.2 接种量对厌氧发酵的影响设置V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5四个不同的接种量.用500 mL发酵瓶做发酵器,每瓶加入400 mL在40℃条件下搅拌3 d的酒糟液,然后加入不同接种量的颗粒污泥,放入40℃的恒温水浴摇床中进行发酵,每个实验重复3次.当发酵瓶内连续3 d不再产气时,视为发酵周期结束.发酵过程中采用排水集气法测产气量,并分析沼气中甲烷含量;每天取发酵瓶中发酵液,观测发酵液中pH、COD的变化.2.1.1 温度对酒糟液厌氧发酵产气量的影响将恒温水浴摇床分别控制在30、35、40、45℃四个温度条件下进行试验,采用排水法每天固定时间测产气量,每组重复3次,取平均值,试验结果如图2.从图2可以看出,温度为30℃时,整体产气量都维持在较低水平.由于温度较低,接种物中的微生物起初利用酒糟液中酒糟淘洗阶段累积的有机酸进行产甲烷,第1天出现产气第一个小高峰.之后,菌体先利用酒糟液中的有机物进行自身的生长、增殖,有机物被降解为小分子物质,这一过程需要一段时间;第二个产气高峰出现在第11天,此时产气量达最高峰值,但也仅为77 mL.在此过程中,由于前期原料中的有机质消耗较多,到后期随着有机质的减少,增殖后的菌体也很难再用有机质大量产气[11-12].35℃时,产气第一个高峰出现在第1天,这也是因为产甲烷菌利用酒糟液中酒糟淘洗阶段累积的有机酸迅速产气,之后略微下降后再逐渐升高;第6天时出现第二个产气高峰,产气量为105 mL,之后缓慢下降;从第15天起基本上没有产气量.40℃时,产气量在前9 d都维持在一个较高水平,第一个峰值出现在第1天,产气量为125 mL;之后在第5天和第7天又出现两个产气高峰,产气量分别为145 mL和132 mL;然后产气量下降,从第13天起几乎不产气,前8 d的产气量占总产气量的88%.45℃时,发酵的启动非常快,第1天产气量为154 mL,第2天达到产气的最大值238 mL,但之后产气量迅速下降,至第8天几乎不产气,发酵周期结束.从表2可见,在30、35、40、45℃的不同温度条件下,酒糟液的总产气量分别为576、690、1045、694 mL. 35℃和45℃条件下总产气量差别不大,但是产气过程有明显差异,在产气量接近的情况下,35℃的产气量更加稳定.30℃条件下的总产气量最少.40℃条件下总产气量明显高于其他3个温度水平,是较为理想的消化温度.从产气率(单位质量干物质的产气量)来看,40℃的产气率为69.1 mL/g,30℃产气率为38.1 mL/g,35℃和45℃的产气率都为45 mL/g左右.结合总产气量和产气率,结果表明,40℃较利于酒糟液厌氧发酵,30℃不利于沼气菌群生长.2.1.2 温度对酒糟液厌氧发酵pH影响在经40℃条件下,搅拌3 d的酒糟液pH初始值为4.65左右.在温度分别为30、35、40、45℃的条件下,在发酵过程中每天在发酵瓶中测发酵液的pH值,结果见图3.pH是厌氧消化过程中酸碱物质含量变化的一个重要指标.在产酸阶段,由于有机酸的产生pH值会下降,之后由于含氮有机物被分解产生氨,pH值升高.pH值在6.0~8.0时,酸碱度主要由代谢过程中产生的二氧化碳、挥发酸、氨氮、氢自然建立的缓冲平衡来调节[13-14].由于在酒糟淘洗阶段发生水解酸化,挥发酸大量积累,起始的pH值只有4.65.从图3可以看出,4个温度条件下pH值都有回升,只是幅度不同.这是因为酒糟淘洗阶段因水解酸化大量积累的有机酸在发酵初期就被甲烷细菌利用,甲烷细菌以水解酸化阶段的产物为营养来源,代谢产生甲烷、二氧化碳、微量硫化氢、氨和氢组成的气体,使得pH值升高.30℃时,pH值回升得比较慢,整体处于酸性条件下,第7天pH值达到5.88,为最高值.之后,pH值基本稳定在5.8左右,从第14天起又出现略微的酸化现象,pH值下降至5.5左右,整体来看酸化情况较为严重.35℃时,pH值能较快升高,第3天起pH值开始稳定在6.5左右.40℃和45℃时,pH 值在第1天便分别达到6.68和6.75,40℃时在整个产气周期都能维持在中性环境下,在最后不产气的3天pH值有略微的下降;45℃条件下,整个发酵周期pH 值都能维持在中性(pH=7),略高于40℃时的pH值.从整个发酵周期pH值变化来看,40℃和45℃条件下能较好地自然维持酸碱平衡.2.1.3 温度对酒糟液厌氧发酵COD去除率影响经40℃条件下,搅拌淘洗3 d的酒糟液CODCr初始值为13 775 mg/L左右.在温度分别为30、35、40、45℃的条件下,在发酵过程中每天在发酵瓶中测发酵液的COD值,结果见图4.从图4可以看出,在30、35、40、45℃不同温度条件下,对酒糟液的COD都有一定的去除率,但是从整体去除率及去除周期来看都有较大差别.30℃时,COD的去除率最低,CODCr含量从起初的13 775 mg/L缓慢下降,到第13天时,达到CODCr的最低值5892 mg/L,去除率仅为57.2%;之后,由于出现酸化现象,CODCr含量又有缓慢的上升趋势,最终稳定在6200 mg/L左右.35℃时,对COD的去除效果较为理想,酒糟液中COD含量在前5 d都保持着较大的削减,第5天时CODCr已降为5071 mg/L;之后,COD含量缓慢下降,从第14天起CODCr稳定在3600 mg/L左右,到第19天时CODCr含量达最低值3579mg/L,去除率达到74.0%.45℃条件下,前5 d的COD去除率在4个温度水平下最高,第8天时CODCr达到4379 mg/L,为最低值,去除率68.2%;之后,CODCr有明显上升,最后稳定在5000 mg/L左右.综合整个COD的变化曲线来看,在40℃条件下,整个发酵过程中的COD去除率最高,也最稳定,去除率达80.0%,这与40℃温度下的产气率最高相吻合,也说明这个温度最适合产沼气菌群生长[15-18].2.1.4 温度对酒糟液厌氧发酵沼气甲烷含量的影响由温度对酒糟液厌氧发酵的影响可知,4个不同温度条件下产气量的高峰期基本都在前10 d,15 d以后几乎不产气.将发酵期的前10 d这4个不同温度条件下酒糟所产沼气中甲烷含量的变化绘制成图(图5),并加以分析.从图5可以看出,4个温度条件下,每天甲烷气体的含量趋势基本是相同的,都是先升高然后再减少. 30℃条件下,沼气中甲烷的体积分数最高值出现在第5天,为73.8%;35℃甲烷的体积分数最高值出现在第6天,为69.4%;40℃条件下,沼气中甲烷的体积分数最高值出现在第5天,为72.2%;45℃第5天沼气中甲烷的体积分数最高值出现在第5天,为77.6%.在整个过程中,30、35、40、45℃条件下甲烷平均的体积分数分别为56.68%、56.52%、59.26%、56.78%.40℃条件下沼气中甲烷的含量要高于其他水平.因此,40℃是较好的中温发酵条件.2.2.1 接种量对酒糟液厌氧发酵产气量的影响取实验温度为40℃,颗粒污泥接种量分别为V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5,对经搅拌处理3 d的酒糟液进行试验,采用排饱和食盐水集气法每日定时测量产气量,并计算产气量的日平均值,结果如图6.产气峰值产气量、产气总量和产气率见表3.由图6可以看出,试验条件下的接种量都能正常启动厌氧发酵.接种量越大,产气量越大,启动也越快,表明在营养物质能满足微生物生长时,发酵菌越多就越有利于厌氧发酵产气[19].从表3来看,结合产气峰值产气量、产气总量和产气率,当接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8时,第一和第二峰值产气量仅为接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5时的55.1%和77.6%.第一产气峰值时由于接种微生物较少,不能快速启动产气,但是微生物经过一段时间生长、增殖后,第二峰值产气量相比其他接种量有较大增加,总产气量和产气率也远远低于接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5时的总产气量和产气率,这是因为接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8时微生物数量较少,不能很好地启动发酵[20].当接种量为V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6和V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5时,接种物中有充足的微生物,可以直接利用酒糟液中各种营养物质直接发酵产气,启动的较快,第一峰值产气量分别高达158 mL和187 mL,比较这两个接种量的总产气量和产气率,分别为1307、1361 mL和86.44、90.01 mL/g.由此可以看出,当接种量增加到一定时,由于有机物底物的限制,产气量增加明显不足.2.2.2 接种量对酒糟液厌氧发酵pH的影响在温度为40℃,接种量分别为V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5的条件下,对40℃、经搅拌3 d 处理的酒糟液进行试验,得到厌氧发酵过程中pH值的变化,结果如图7.从图7可以看出,酒糟液厌氧发酵过程中,pH值变化趋势基本上一致,均是从起初的pH 4.65起逐渐升高直至中性.其中,接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8时pH值变化稍微慢于其他3个,其第3天pH值达到6.61,之后稳定在6.60左右.接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=3∶7、4∶6、5∶5时,pH值经1 d时间便基本达到中性,接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5时pH值最接近中性,但整体差异不大.2.2.3 接种量对酒糟液厌氧发酵COD去除率的影响在40℃条件下,经搅拌淘洗3 d的酒糟液CODCr初始值为13 775 mg/L.在接种量分别为V(厌氧污泥)∶V (酒糟液)=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5的条件下,发酵过程中每天测发酵液的COD值,结果见图8.从图8可以看出,在4种接种量条件下,均对酒糟液的COD有较好的去除效果.接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8时,整个发酵周期对COD的去除效果要明显低于其他3个水平,在前5 d有较高的去除率,第5天的CODCr为5861 mg/L,去除率57.5%;之后COD去除效果趋缓,经过20 d的发酵,最后CODCr为4339 mg/L,去除率68.5%.接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=3∶7、4∶6、5∶5时对COD的去除效果都比较理想,相较于接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=3∶7时,V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6和V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5时对COD的去除率都较高,且这两个接种量条件下对COD的去除效果也更为接近[21].当V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6和V (厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5时,在第5天CODCr分别为4525、4027mg/L,去除率分别为67.2%、70.8%;当发酵周期结束时,CODCr分别为2380、2093 mg/L,去除率也高达82.7%、84.8%.虽然接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5的条件下有更高的COD去除效果,但是考虑到工程中的实际投入问题,且V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6和V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5条件下对COD的去除效果差别不大,所以认为采用污泥接种量V(厌氧污泥)∶V (酒糟液)=4∶6较为合适.2.2.4 接种量对酒糟液厌氧发酵沼气中甲烷含量的影响从图9可以看出,在V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5接种量条件下,沼气中甲烷的体积分数变化趋势基本相同,都是先升高,再降低.V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8和V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=3∶7的接种量下反应初始沼气中甲烷的体积分数非常低,仅有不到30%,而V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6和V (厌氧污泥)∶V(酒糟液)=5∶5的接种量条件下,初始沼气中甲烷的体积分数均较高,占50%左右.之后,4个接种量条件下甲烷在沼气中的体积分数在第4到第6天达到最大值,且基本相同,都为70%左右;之后下降.接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=2∶8、3∶7、4∶6、5∶5时,在前10 d的发酵过程中沼气中甲烷平均的体积分数分别为56.95%、59.26%、62.86%、62.23%,可见接种量在发酵过程中对沼气中甲烷含量的影响不是很大.1)酒糟液发酵中发酵液的pH值变化趋势都是先缓慢升高至中性.反应混合物的发酵浓度主要是通过营养成分的变化影响微生物的活性,从而通过改变发酵混合物的pH值来间接影响发酵效率.2)同一温度下,接种量越高,越容易发酵,当接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6时的厌氧发酵效率最高,但是接种量对发酵过程中沼气中甲烷含量的影响不是很大.3)本次实验结果表明,在温度为40℃、接种量V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6时,酒糟液厌氧发酵的效率最高.【相关文献】[1]李秋菊.我国不同来源DDGS对家禽营养价值的评定研究[D].郑州:河南农业大学,2009. [2]吴广黔.贵州鼓曲酱香型白酒的酿造工艺特点[J].酿酒科技,2008(2):65-66.[3]李政一.白酒糟综合利用研究[J].北京工商大学学报(自然科学版),2003,21(1):9-13.[4]汪善锋,陈安国.白酒糟资源的开发利用途径[J].饲料工业,2003,24(5):43-46. [5]刘荣厚,王远远,孙辰,等.蔬菜废弃物厌氧发酵制取沼气的试验研究[J].农业工程学报,2008,24(4):209-213.[6]陶贵德.粮食发酵糟液处理方法新探索[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2001(7):95-96.[7]国家环境保护局.GB 6920水质pH值的测定玻璃电极法[S].北京:中国环境科学出版社,1986.[8]国家环境保护局.GB 11914—89水质化学需氧量的测定重铬酸钾法[S].北京:中国环境科学出版社,1989.[9]环境保护部.HJ 535—2009水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法[S].北京:中国环境科学出版社,2009.[10]国家环境保护总局,《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社,2002.[11]任南琪,王爱杰.厌氧生物技术原理与应用[M].北京:化学工业出版社,2004.[12]王敬堂.农户实用沼气技术[M].成都:四川大学出版社,2007.[13]VEEKEN A,KALYUZHNYI S V,SCHARFF H,et al.Effect of pH and VFA on hydrolysis of or-ganic solid waste[J].Journal of Environmental Engineering,2000,12(6):1076-1081.[14]潘云霞,潘云锋,李文哲.不同阶段沼液做发酵接种物对牛粪产气的影响[J].农机化研究,2005(1):202-203.[15]贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京:中国轻工业出版社,1998:21-27.[16]BHUNIA P,GHANGREKAR M M.Statistical modeling and optimization of biomass granulation and COD removal in UASB reactors treating low strength wastewaters [J].Bioresource Technology,2008,99(10):4229-4238.[17]钱易,汤鸿霄,文湘华.水体颗粒物和难降解有机物的特性与控制技术原理—难降解有机物(下卷)[M].北京:中国环境科学出版社,2000.[18]刘永军,邓小晨,王忠彦,等.多菌株发酵白酒糟产酸试验[J].酿酒科技,1999(2):20-21.[19]APPELS L,BAEYENS J,DEGREVE J,et al.Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge[J]. Prog Energ Combust,2008,34:755-781. [20]边义,刘庆玉,李金洋.玉米秸秆干发酵制取沼气的试验[J].沈阳农业大学学报,2007,38(3):440-442.[21]UDEN P.Recovery of insoluble fibre fractions by filtration and centrifugation [J].Animal Feed Science and Technology,2006,129(3-4):316-328.。