牛粪厌氧发酵酸化处理条件的优化

• 作者: 付博锐 刘权 孙宇 晏磊 王伟东 王彦杰
• 来源期刊: 中国生态农业学报(中英文)
• 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
• 年，卷（期）: 2012,（9）
• 页码范围: 1222-1229
• 分类号: X713
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01222

摘要

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96h·3次·24h-1(60r·min-1,1min次-1)、8.0％、1.28g·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·24h-1(60r·min-1,1min·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93.7h、料液浓度8.3％、尿素添加量1.26g·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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘权	黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院	30	98	6.0	8.0
2	王彦杰	黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院	89	443	10.0	15.0
3	孙宇	黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院	44	64	5.0	6.0
4	王伟东	黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院	79	922	14.0	27.0
5	晏磊	黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院	60	189	7.0	9.0
6	付博锐	黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院	14	31	4.0	5.0