玉米秸秆发酵产沼气的工艺分析
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如何利用秸秆发酵制取沼气聊城市农业委员会梁明磊高爽徐倩随着畜牧业的集约化发展,家庭养殖越来越少,很多建设户用沼气的农户面临着原料不足的问题。
如何处理好原料短缺的问题成为发挥沼气池效益的一个关键。
对于这个问题,聊城市农委依托本地秸秆资源优势,利用秸秆等作原料,经过大量的实践,最终取得了良好的效果,现在将利用秸秆发酵产生沼气的方法给大家介绍一下:一、适用范围秸秆沼气发酵制取沼气适合以小麦、玉米秸秆为主要发酵原料制取沼气的原料配比、预处理、投料启动、日常管理及安全使用的技术要求。
用于农村户用水压式沼气池。
所用沼气池必须符合GB/T4750-2002《农村家用水压式沼气池标准图集》的质量要求。
投料前必须按GB/4751-2002《户用沼气池质量检查验收规范》进行严格试压。
二、参照标准 GB/4751-2002《农村家用沼气池发酵工艺规程》三、沼气发酵原料秸秆沼气的发酵原料目前主要是以农业生产过程中产生的小麦、玉米秸秆为主。
四、秸秆沼气发酵原料配比1、秸秆发酵原料浓度一般为6%-8%,冬季宜浓度高,夏季反之。
2、碳氮比秸秆沼气发酵原料的碳氮比要求在25:1左右,由于秸秆的含碳量比较高,所以必须添加含氮化肥进行调节。
3、一立方米沼气池发酵原料的配比与用量五、发酵原料的预处理及投料步骤1、原料粉碎将秸秆原料用粉碎机粉碎成草粉状。
把原料用水浸透。
加水时要边加水边拌原料,反复搅拌3遍,使水浸透秸秆,用手握成团,指缝滴水而不流为宜。
掺入化肥或粪便按照发酵原料配比要求,把50%的化肥掺入浸透的秸秆粉中,如秸秆与粪便混合,应把规定用量的粪便同时加入秸秆中,反复掺匀。
堆沤把搅拌的原料装入沼气发酵原料池中(也可在池中搅拌),加盖塑料薄膜进行堆沤。
堆沤时间环境温度在15℃左右时,纯秸秆原料堆沤9~10天,秸秆粪便混合原料堆沤7~8天;环境温度在20~25℃时,纯秸秆原料堆沤7~8天,秸秆粪便混合原料堆沤5~6天;环境温度在25℃以上时,纯秸秆原料堆沤6~7天,秸秆粪便混合原料堆沤4~5天。
玉米秸秆干发酵制取沼气的试验研究的开题报告
一、项目背景
随着能源需求的不断增加和环境保护意识的提高,沼气在能源领域中受到了广泛关注和应用。
传统沼气主要由动物粪便等生物质材料经过厌氧发酵获得,但这种方法存在着一定的局限性,包括原料来源有限、厌氧发酵时间长、发酵产生的废水难以处理等问题。
玉米秸秆是一种常见的生物质材料,具有易获取、易储存、易运输等优点,可以作为沼气的可持续发展原料。
同时,干发酵制取沼气模式具有发酵时间短、环境污染小等优势,因此对于玉米秸秆干发酵制取沼气的试验研究有着重要的现实意义。
二、研究目的
本研究旨在通过对玉米秸秆进行干发酵制取沼气试验,探讨干发酵制取沼气的最佳工艺参数,为玉米秸秆的资源化利用提供参考。
三、研究内容与方法
1.沼气发酵重点参数的分析:
通过分析温度、pH等关键参数的影响,确定实验条件下最佳参数。
2.干发酵沼气发酵的建立:
选择合适的发酵罐,采用干发酵方式制取沼气。
3.运行及监测:
根据实验要求进行设备操作,定期采集沼气、废水等样品进行分析。
4.数据分析及归纳:
对实验过程中所采集到的数据进行分析总结,得出本研究结论。
四、研究意义
1.促进玉米秸秆的资源化利用,减轻对传统燃料的需求。
2.对干发酵制取沼气技术的优化提供参考。
3.为科研工作者提供借鉴。
五、预期成果
本项目预期通过实验研究,得出玉米秸秆干发酵制取沼气的最佳工艺参数,同时形成一套完整的沼气发酵实验方法,为以后的科研工作者提供借鉴和参考。
秸秆沼气工艺技术秸秆沼气工艺技术是一种利用农作物秸秆进行沼气生产的技术。
秸秆是指庄稼收获后,剩余下来的植物茎秆和叶子。
它们通常被视为农业废弃物,却有很高的潜在价值。
利用这些秸秆来生产沼气不仅可以减少农村环境污染,还可以提供清洁能源。
秸秆沼气工艺技术主要包括以下几个步骤:秸秆的收集、预处理、发酵和气体利用。
首先,收集是秸秆沼气工艺技术的第一步。
农民可以在农田或农场收集剩余的秸秆,同时也可以利用农田间隙种植一些高秆作物,如玉米、高粱等,以增加秸秆的产量。
接下来,预处理是将秸秆进行物理处理以便更好地发酵。
常见的预处理方法有粉碎和压片。
粉碎是通过粉碎机将秸秆打碎,增加其表面积,方便发酵。
压片则是将秸秆压缩成压制块,以提高发酵效率和储存容量。
然后,发酵是秸秆沼气工艺技术的核心步骤。
经过预处理的秸秆放入发酵池中,与沼气菌共同发酵产生沼气。
沼气菌通过厌氧发酵将秸秆中的有机物质分解为甲烷和二氧化碳等气体。
发酵池需要保持一定温度和湿度,以便沼气菌正常发酵。
此外,还需要定期搅拌发酵物质,促进气体产生。
最后,气体利用是秸秆沼气工艺技术的最终目标。
沼气可以用于烹饪、发电和取暖等用途。
在农村地区,沼气经常被用于烹饪,代替煤炭,减少了农村的能源开支,改善了烹饪环境。
此外,在一些相对开发较好的地区,沼气还可以通过燃气发电机发电,为农村提供电力。
总的来说,秸秆沼气工艺技术是一种可持续利用农作物秸秆的方法,能够减少农村环境污染,提供清洁能源。
随着对清洁能源需求的增加和科技的进步,相信秸秆沼气工艺技术将会得到更广泛的推广和应用。
以秸秆为原料规模化生产沼气关键技术与推广应用被丢弃在田间的秸秆化学预处理后的秸秆被送入发酵罐秸秆沼气生产与集中供气工程(山东)桔肝沼气生产与集中供气工程(北京)秸秆沼气生产关键技术实践证明,利用秸秆为原料生产沼气是实现秸秆高效、清洁利用的有效途径。
秸秆沼气生产关键技术秸秆沼气技术就是我们通常所说的厌氧发酵技术。
厌氧发酵生产沼气技术已被广泛地用于人畜粪便、食品废物与有机生活垃圾等的处理与能源化转化。
但是,由于秸秆的木质纤维素含量高、消化率低、产气量少,因此秸秆常作为人畜粪便厌氧发酵的配料使用,在以秸秆为主原料生产沼气方面的研究一直很少。
由于秸秆的物料特性与常规物料(如畜禽粪便)有明显的不一致,因此要投入实际生产,还有一些关键技术问题需要解决。
这些关键技术包含:简单、快速、高效的秸秆化学预处理技术。
秸秆的木质纤维素含量较高,不易被厌氧菌消化,厌氧发酵产气量低、经济效益差,这是导致秸秆不能够被大规模用于沼气生产的要紧原因。
解决的方法就是在厌氧发酵前,对秸秆进行物理、化学或者生物预处理,预先把秸秆转化成易于消化的“食料”,来提高秸秆的生物消化性能、产气率与经济性。
常温、固态氢氧化钠化学预处理技术,可使秸秆的产气量提高50%~120%以上,使秸秆的产气率超过牛粪的产气率。
固态化学预处理不产生任何废液,没有任何环境问题,在常温下进行,处理方法简单,处理成本低。
为以秸秆为原料规模化生产沼气提供了前提。
适合秸秆物料特性的高效厌氧发酵反应器。
秸秆的密度小、体积大、且不具有流淌性,无法连续进料、出料与进行连续的厌氧发酵。
因此,现有用于畜禽粪便生产沼气的反应器都无法直接用于秸秆的沼气生产。
针对秸秆的物料特性,创新性地设计出了秸秆厌氧发酵专用卧式反应器。
该反应器使用卧式布置,带有强化搅拌装置,可大大提高发酵料与微生物之间的传热、传质效果,显著提高发酵效率;使用批式厌氧消化,进料、出料完全机械化,自动化程度高。
秸秆发酵工艺及参数优化。
秸秆沼气发酵工艺流程
《秸秆沼气发酵工艺流程》
秸秆沼气发酵是一种利用秸秆等农作物废弃物进行发酵产生沼气的工艺。
该工艺可以有效地利用农作物废弃物,减少环境污染,并且产生的沼气可以作为清洁能源供应家庭和农业生产所需。
秸秆沼气发酵工艺的流程大致包括原料处理、发酵、气体生产和利用几个主要步骤。
首先是原料处理,农作物秸秆需要经过切碎或压碎处理,使其更易于发酵。
处理后的秸秆要进行浸泡和糊化,使得其中的纤维素和半纤维素更易于被微生物分解,从而提高沼气产率。
接下来是发酵过程,处理后的秸秆与发酵菌及适量水分混合,在发酵罐中进行发酵。
在发酵罐内,发酵菌会分解秸秆中的有机物质产生沼气。
发酵过程中需要控制好温度、通风和pH值
等参数,以保证发酵效果。
经过一段时间的发酵,原料中的有机物质会被充分分解产生沼气。
随着沼气的生成,需要进行气体的生产和储存。
通常会将产生的沼气储存起来,并根据需要进行净化和压缩处理,以便于后续的利用。
最后是沼气的利用。
储存好的沼气可以通过管道输送到需要的地方,用于取暖和烹饪,也可以用于农业生产中的灌溉和发电。
总的来说,秸秆沼气发酵工艺是一种利用农作物秸秆进行沼气产生的环保技术。
通过适当的处理和控制,可以高效地利用秸秆产生清洁的沼气能源,为农村地区提供清洁能源,促进可持续发展。
不同作物秸秆发酵制取沼气研究摘要:以秸秆为原料产出沼气.就是通过作物秸秆适配人畜粪便在厌氧条件下,通过微生物的分解代谢,产出以含甲烷为主要成分的可燃气体。
这项技术是一项重要的农村可再生能源建设,缓解了农村能源供应短缺的现状,也大大提高了农民的生活质量。
本文对几种植物秸秆发酵制取沼气进行了研究。
关键词:植物秸秆沼气近年我国粮食产区田间焚烧秸秆,污染环境,威胁飞机起降,影响车辆行驶,已成为社会一大问题。
为此国家有关部门做了大量的工作,加大研究各种秸秆综合利用技术。
大量废弃秸秆导致日益严重的环境污染问题,迫切需要寻求新的出路。
秸秆的处理与利用是我国农村面临的主要的资源环境问题之一,因此迫切需要寻找新的利用途径。
农村沼气生产遇到原料供给瓶颈,需要开辟利用秸秆资源。
在农村沼气方面,目前全国已建成户用沼气池2200多万口,建成畜禽养殖场大中型沼气工程2000多处,年产沼气70多亿m?。
计划2010年,全国建设户用沼气4000万户,到2015年达6000万户。
目前我国沼气生产主要利用的是畜禽粪便,但畜禽粪便无法、也不足以保证原料的供给和上述目标的实现。
因此积极开展替代原料的研究开发,是我国广大沼气工作者致力研究的课题。
1、材料与方法1.1试验材料:1.1.1发酵原料:水稻秸秆、玉米秸秆和棉花秸秆均取自同一田间,将秸秆截成长度小于5cm的短段,再用药物粉碎机粉碎成粉末待用。
1.1.2接种物:接种物猪粪取自武汉某养猪场,除去其中的杂物后在实验室驯化及富集菌种。
猪粪的TS含量为13.86%,VS含量为73.32%,pH值为7.15。
1.1.3试验装置。
用橡皮塞封口的1L三角烧瓶作为反应器,在(37±1)oC的恒定温度下进行批次发酵,集气瓶容积为lL。
2.2方法2.2.1原料预处理:将原料表面的杂物去除,切碎。
2.2.2发酵液配制:试验组A:40g猪粪、120g水稻秸秆、840ml自来水,3ml浓氨水;试验组B:40g猪粪、120g玉米秸秆、840ml自来水、3ml浓氨水:试验组C:40g 猪粪、120g棉花秸秆、840ml自来水、3ml浓氨水:对照组a,b,c除没有加入3ml 浓氨水外,其余组分与对应的试验组组分相同。
农作物秸秆产沼气技术研究进展随着全球对可再生能源需求的不断增长,农作物秸秆产沼气技术作为一种清洁、高效的能源转化技术,逐渐受到广泛。
本文将简要介绍农作物秸秆产沼气技术的研究背景、技术原理、研究进展以及创新点与展望。
农作物秸秆产沼气技术是一种利用农作物秸秆作为原料,在厌氧条件下进行发酵产沼气的技术。
该技术的发展历程可以追溯到20世纪80年代,当时主要作为农村能源的一种补充手段。
随着科技的不断进步,农作物秸秆产沼气技术在提高产气效率、降低成本、优化发酵工艺等方面取得了显著成果。
农作物秸秆产沼气技术的原理是利用微生物在厌氧条件下对农作物秸秆进行发酵,将其转化为沼气和有机肥料。
该技术的适用范围广泛,适用于各种农作物秸秆,如小麦、玉米、水稻等。
优点在于能够实现废弃物的资源化利用,提高能源利用效率,同时能够减少环境污染。
然而,该技术也存在一定的缺点,如发酵过程中产生的一些有害物质需要妥善处理,同时发酵残渣的利用率还有待提高。
农作物秸秆产沼气技术的研究进展主要体现在以下几个方面:首先是产气效率的提高,通过优化发酵工艺和选择合适的菌种,产沼气的产量和纯度都得到了显著提升;其次是成本的降低,研究人员通过改进设备、提高设备利用率等方式,有效降低了农作物秸秆产沼气的生产成本;最后是环境影响的减小,通过对有害物质的妥善处理和合理利用,有效减少了农作物秸秆产沼气对环境的影响。
农作物秸秆产沼气技术的未来发展需要从多个方面进行考虑。
应该加强政策支持,提高政府对农作物秸秆产沼气技术的重视程度,加大对相关产业的扶持力度;需要加强技术研究,从发酵工艺、设备优化、残渣利用等多个方面进行深入研究,提高农作物秸秆产沼气技术的整体水平;推动产业发展,通过建立完善的产业链和产业体系,实现农作物秸秆产沼气技术的规模化应用和产业化发展。
农作物秸秆产沼气技术作为一种清洁、高效的能源转化技术,具有广阔的应用前景。
未来需要政府、企业和科研机构共同努力,加强技术研究和产业推广,为实现可持续能源和环境保护做出更大的贡献。
秸秆沼气技术要点秸秆沼气是以农作物秸秆为主要发酵原料生产沼气的一种新技术,具有原料充足,生态环保,产气率高,供气周期长等优点,是解决常规沼气粪源不足、使用率低及秸秆污染的有效途径。
其技术要点如下:一、合理选用池型。
秸秆沼气池型宜选用旋流布料型,该池型有利于搅拌,防止结壳,有利于产气。
二、准备充足原料。
据在小麦玉米上试验,在35℃条件下小麦玉米秸秆每公斤干物质的产气量分别为0.5m3和0.45m3,在20℃条件下每公斤干物质的产气量为35℃条件下的60%。
建设一个8立方沼气池约需玉米或小麦等秸秆400公斤,碳铵15公斤(或尿素6公斤),水450公斤,网眼袋100—120个。
用秸秆粉碎机将秸秆粉碎成1—3厘米的碎片。
三、科学拌料堆沤。
(1)建立堆沤坑:在平地上挖深20厘米的浅坑,下铺塑料布,用以堆沤秸秆。
(2)均匀拌料:将15公斤碳铵加水化开后,与450公斤水均匀泼洒在秸秆上,在堆沤坑上翻倒3次,混合均匀,以用手捏紧秸秆有少量的水滴下为宜。
(3)堆沤:将拌匀的秸秆起堆堆沤,在堆垛的四周及顶部每隔30—50厘米打1个孔,以利通气,用塑料薄膜覆盖严密,若气温低应加盖草苫保温,堆沤7-8天,待秸秆长出白色菌丝,堆沤成功。
(4)装袋:用网眼袋将已堆沤成的秸秆装起备用,每袋7.5公斤左右,每池可装100——120袋。
四、及时投料启动。
将装好袋的秸秆人工均匀摆放池内,而后用抽渣车加入沼液3方,再补充水和粪1.5方。
待液面距密封口60—70厘米时,然后封池启动。
放气2—3天后在灶具上试火,直到正常燃烧为止。
五、搞好日常管理。
秸秆沼气池使用2—3个月,气压有所下降时,要及时进行循环搅拌,时间约半个小时。
同时每隔15——20天,可补充少量的人畜粪尿,保证正常使用。
若前期火苗太小,可适当再加入10公斤碳铵,调节碳氮比。
六、按时进行换料。
秸秆沼气池使用时间大约在8个月左右,因此到时应按时进行换料。
大换料要求池温在15℃以上季节进行,低温季节不宜进行大换料。
184海峡科技与产业2019年第1期我国是一个农业大国,每年产生大量的农业废弃物,其中农作物秸秆总量约8亿~9亿t 。
农作物秸秆的处理主要以转化为养殖饲料和堆肥还田为主,除此之外还有一大部分未充分利用。
大量未处理的农作物秸秆被随地堆弃和任意焚烧,造成严重的空气污染和土壤污染,在秋冬季节还会引起火灾事故等生态和社会问题[1]。
以农作物秸秆为主要物料进行厌氧消化产生再生能源沼气,不仅可以利用湿法(总固体浓度大约在10%以下)进行厌氧发酵,也可以采用干法(总固体浓度为15%~35%)进行厌氧发酵[2]。
干法厌氧发酵启动性能尽管比不上湿法厌氧发酵,但是它的单位容积产气率较高,发酵过程中需水量小或不需要水,发酵结束后无大量沼液外排,发酵后的处理费用较低。
本文以玉米秸秆为发酵原料,研究同玉米秸秆干物质浓度条件下的厌氧发酵产沼气效果,同时考察发酵过程中有机负荷率与池容产气率,期望寻求合适的玉米秸秆干发酵的物料浓度,为实际沼气工程应用提供参考。
1 材料与方法1.1材料玉米秸秆取自中国农业大学烟台研究院内种植实验基地。
玉米秸秆在地里自然风干,整体呈暗黄色。
实验前,将玉米秸秆剪成小段后放入粉碎机打成3~5 mm 的颗粒,装于透明密封袋中待用。
猪粪水取自烟台市牟平区养猪场,取回后置于4 ℃冷藏室中保存。
接种物取自实验室内正常运行的沼气发酵罐的新鲜出料,该沼气发酵罐运行温度为37 ℃。
1.2试验装置厌氧发酵装置采用自制沼气发酵系统,玻璃厌氧发酵瓶有效容积为400 ml ,用橡胶塞密封,橡胶塞上留有出气口,出气口由塑料管连接集气袋,用于收集沼气。
发酵瓶置于水浴锅(HH-60),发酵过程中保持37℃±1℃恒温。
1.3试验设计采用批次实验分析高浓度玉米秸秆对产甲烷的影响,试验分为4组,原料玉米秸秆TS 浓度分别为10%、15%和20%,以及对照组。
原料和接种物加入到厌氧发酵瓶,充入氮气2 min 后,使发酵瓶内部形成厌氧环境。
玉米秸秆发酵产沼气工艺分析作者:王雳来源:《农民致富之友》2017年第09期摘要:随着经济社会的不断进步,我国对于能源的需求量越来越大,而过去所使用的能源开发方式已经难以应对现在企业对于能源的要求,我国能源开发的相关研究机构充分利用我国的农业发展优势,将在农业生产过程中生产的秸秆作为燃料进行使用,然而虽然能够节省其他成本较高的燃料,但是秸秆在燃烧之后会产生很多有害气体,长此以往会造成及其严重的环境污染,如土壤矿化等、本文对玉米的秸秆进行发酵生产沼气的工艺进行分析。
关键词:玉米秸秆;发酵;产沼气工艺;分析我国在进行小麦、玉米等农作物生产过程中,会出现大量的秸秆剩余,一般农户会将这些秸秆当成普通燃料来使用,虽然能够节省燃料的成本,但是燃烧秸秆造成的环保隐患是很严重的,没有对剩余秸秆进行有效处理,不仅会破坏大气环境,还会引起大型的火灾事故。
但是秸秆又是一种可利用的能够再生的资源,如果能科学地进行利用,反而可以改善生态环境,节省能源。
1 玉米秸秆的使用概况秸秆作为肥料还田是秸秆利用的主要方法之一,由于其简单易行,政府部门一直鼓励农民采用这种方法,并获得了良好的社会、经济效益。
秸秆还田后,土壤中氮、磷、钾养分都有所增加,对改善土壤结构有重要作用。
秸秆覆盖和翻压对土壤有良好的保墒作用并抑制杂草生长。
实践证明,秸秆还田能有效的增加土壤中的有机质含量、改善土壤、培养肥力,特别是解决我国氮、磷、钾比例失调的矛盾,补充磷、钾化肥不足有十分重要的意义,此外还可以改善农村的生态环境。
秸秆肥料利用方面,由于我国人均占有耕地面积小,机械化程度低,耕地复种指数高,倒茬时间短,加之秸秆碳氮比值高,给秸秆还田带来困难。
常常会因为翻压量过大、土壤水分不够、施氮肥不够、翻压质量不好等原因,出现妨碍耕作、影响出苗、烧苗、病虫害增加等现象,严重的还会造成减产。
秸秆饲料利用方面,秸秆在结构中含有生物化学上十分稳定的各种复杂结合形式,不能被动物消化吸收,而且草食动物的瘤胃微生物缺乏降解木质素的酶,秸秆细胞内的营养物质不能释放出来,从而限制了动物对纤维素和半纤维素等成分的降解和利用,导致秸秆消化率低。
秸秆沼气技术作者:曾海明来源:《农业知识·乡村季风》2012年第12期秸秆做沼气发酵原料主要是采用小麦、玉米、花生、大豆等作物秸秆,通过添加秸秆发酵菌剂制取沼气。
农村常用的秸秆沼气主要分为全秸秆沼气发酵和秸秆与人畜粪便混合沼气发酵。
不同的发酵工艺,投料时原料的搭配比例和补料量不同。
一、采用全秸秆进行沼气发酵在投料时可一次性将原料备齐,并采用浓度较高的发酵方法。
1口8立方米沼气池,需秸秆400千克、1千克秸秆发酵菌剂、15千克左右碳酸氢铵、4000千克左右水,10%~30%的接种物,产气可持续8~10个月。
该技术具体工艺流程:秸秆预处理-堆沤-投料-加水封池-点火试气。
1.秸秆预处理:农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成,其产气特点是分解速度较慢,产气周期较长。
使用这种原料在入池前需进行预处理,以提高产气效果。
首先将秸秆铡短或粉碎到3厘米长以下,玉米秸秆用揉搓机粉碎,稻草和麦秸用铡草机粉碎,每立方米沼气池需秸秆50千克以上。
按每100千克秸秆加100千克水的比例混合均匀,润湿15~24小时,翻动秸秆,使秸秆与水混合均匀,最终使秸秆含水量达到65%~70%。
2.堆沤:气温低时,宜采用坑式堆沤。
把秸秆踩紧堆成30厘米左右,泼2%的石灰澄清液并加10%的粪水,即100千克秸秆,用2千克石灰澄清液,10千克粪水;或把秸秆发酵剂均匀掺入秸秆中,把碳酸氢铵用水稀释均匀泼到秸秆发酵原料上。
照此方法铺3~4层,堆好后用塑料薄膜覆盖,将秸秆堆成垛,垛宽1.2~1.5米,垛高1.0~1.5米,并在堆垛的周围及顶部每隔30~50厘米打1个孔,以利通气。
用薄膜或秸秆将堆垛的四周及顶部盖上,底部留缝隙通气。
待堆垛内温度达到50℃以上后,维持3天,当堆垛能看到1层白色菌丝时,便可做发酵原料。
3.投料:先将碳酸氢铵溶于水,与接种物和堆沤好的秸秆一起混合均匀加入沼气池内,入池的发酵原料不要压实,以松散为好,池内进料口下口,直径1米的地方不要堆沤发酵原料,以便以后畅通进料。
村乡科技XIANGCUN KEJI76XIANGCUN KEJI 2017年10月(下)3结语家畜吸道道病原学的研究是非常复杂的课题,因而需要实施分工后开展专门化的研究。
但是,在我国的家畜养殖过程中,因地理、气候、家畜种类、用药习惯等因素的影响,已经产生了不同地区同类疾病的不同表现形式,或者引发同一疾病的不同条件变化。
因此,应在不变的病原学中认识到变化因素的存在,并利用地区性的防疫实验室建设、地区性的疫情防控制度、合理监控等综合手段,有利地推动基层对家畜呼吸道病原学的全面认知及科学预防。
参考文献[1]吴家强,崔锦鹏,张秀美,等.猪接触传染性胸膜肺炎研究进展[J ].畜牧与兽医,2002(10):36-39.[2]张兆军,杨焕良.病毒性猪呼吸道疾病的诊断与防制[J ].畜牧兽医科技信息,2015(11):84-86.玉米秸秆厌氧发酵高效制取沼气试验研究周奕博1焦有宙2贺超2王少鹏2(1.郑州外国语新枫杨学校,河南郑州450000;2.河南农业大学机电工程学院,河南郑州450000)[摘要]本文采用质量浓度为8%的NH 4HCO 3溶液预处理玉米秸秆,并进行厌氧发酵制取沼气,然后将结果与未进行预处理的玉米秸秆厌氧发酵情况进行对比,获得2组的沼气产量和COD 去除率。
结果表明,采用NH 4HCO 3溶液预处理后的玉米秸秆的产气量得到了提升,与未处理相比提高了30.6%;预处理后的玉米秸秆厌氧发酵过程中的COD 去除率也得到了明显提升。
该试验研究能够为探索玉米秸秆厌氧发酵高效制取沼气提供参考。
[关键词]玉米秸秆;预处理;厌氧发酵;沼气[中图分类号]S216.4[文献标识码]A[文章编号]1674-7909(2017)30-76-2我国是农业大国,也是秸秆产量大国,仅玉米秸秆就有2.8亿t[1],约有40%未得到有效利用,造成了巨大的环境污染和极大的资源浪费[2-3]。
玉米秸秆在厌氧微生物的作用下能够产生清洁能源——沼气。
秸秆沼气发酵工艺流程秸秆沼气发酵是一种利用农作物秸秆产生沼气的技术,在农村居民用能方面具有广阔的应用前景。
该工艺流程可以分为原料准备、料水配制、发酵、沉淀和气体收集等环节。
首先是原料准备。
选择适当的秸秆作为沼气发酵的原料,通常以水稻秸秆、玉米秸秆或小麦秸秆为主。
这些原料具有丰富的碳水化合物,可以通过微生物代谢产生沼气。
此外,还需要将原料切碎或压碎,以增加与微生物的接触面积。
然后是料水配制。
将切碎的秸秆与适量的水进行混合,调整水分含量,使得物料的湿度适中,有利于微生物的生长和发酵过程。
一般情况下,湿度维持在50%左右是比较合适的。
接下来是发酵过程。
将混合好的原料放置于发酵罐或发酵池中,利用微生物对秸秆进行发酵产气。
发酵过程主要分为两个阶段,即初级发酵和终级发酵。
初级发酵是无氧发酵过程,主要由厌氧菌进行,产生甲烷气体。
终级发酵是厌氧-好氧过渡阶段,此时可以利用好氧菌进一步利用有机物质生成二氧化碳和水,并释放出更多的能量。
紧接着是沉淀阶段。
经过发酵后,废水中会有一部分悬浮物质和微生物,需要经过沉淀处理。
常用的沉淀方式有物理沉淀和化学沉淀两种。
物理沉淀是利用重力作用使悬浮物质沉降到底部,然后将上清液抽离出来。
化学沉淀则是通过添加沉淀剂,使悬浮物质发生凝聚作用,然后将沉淀物与上清液分离。
最后是气体收集。
将发酵产生的沼气通过管道集中收集。
沼气主要由甲烷和二氧化碳组成,其中甲烷是可燃气体,可以作为燃料使用。
通过沼气收集系统,将沼气输送到用气设备上,可以用于家庭燃料、煮饭、发电等用途。
综上所述,秸秆沼气发酵工艺流程包括原料准备、料水配制、发酵、沉淀和气体收集等环节。
通过科学合理的操作,可以高效地将秸秆资源转化为沼气能源,为农村居民提供可再生能源,促进农村可持续发展。
玉米秸秆发酵产沼气的工艺分析
作者:李琳
来源:《农家科技下旬刊》2018年第01期
摘要:如今,我国经济不断发展,人们生活水平逐渐提高对于能源的需求量越来越大,而过去所使用的能源开发方式已经难以应对现在企业对于能源的要求,我国能源开发的相关研究机构充分利用我国的农业发展优势,将在农业生产过程中生产的秸秆作为燃料进行使用,然而虽然能够节省其他成本较高的燃料,但是秸秆在燃烧之后会产生很多有害气体,长此以往会造成极其严重的环境污染,如土壤矿化等、本文对玉米的秸秆进行发酵生产沼气的工艺进行分析。
关键词:玉米秸秆;发酵产沼气;工艺分析
我国是一个农业大国,秸秆产量居世界前列,每年大约生产6.4亿t秸秆,但秸秆大多被焚烧,造成了环境污染。
所以,无论从资源利用还是环境保护的角度,这种现象都急需改变。
秸秆中纤维素的结晶度、聚合度很高,木质素与半纤维素以共价键形式结合将纤维素分子包在里而,形成一种天然屏障,而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性导致了秸秆的难降解性。
所以,要彻底降解纤维素,提高秸秆的降解性能,解决木质素的降解问题。
一、我国玉米秸秆资源及还田利用现状
1.我国玉米秸秆资源及其分布
在过去20多年,随着我国玉米种植面积不断扩大,玉米秸秆产量也持续增加。
2010年我国玉米产量达到17725万t,以1.25的草谷比系数计算(即每kg玉米可获得1.25kg秸秆),当年玉米秸秆产量达到22156万t,约占我国农作物秸秆总产量的28.57%。
我国玉米秸秆分布呈现北方多、南方少的基本布局。
东北区是我国最大的玉米产区,2010年该区玉米产量达5479万t,玉米秸秆产量6849万t,占全国31%。
华北区是我国第二大玉米产区,2010年该区玉米秸秆产量达6566万t,占全国近30%。
2010年,蒙新区、西南地区、黄土高原区、长江中下游地区、华南区和青藏区玉米秸秆产量分别为2566万t,2436万t,2111万t,1230万t,381万t和17万t。
黑龙江、吉林和山东是我国玉米秸秆产量最大的三个省份,其玉米秸秆产量分别占全国的13.1%,11.3%和10.9%。
2.我国玉米秸秆还田与利用现状
从玉米秸秆直接还田比例来看,总体水平较低,且地域差异较大。
根据我们的估计,2010年我国约有3899万t玉米秸秆被直接还田,占玉米秸秆资源总量的17.6%(见表1)。
华北地
区是我国玉米秸秆直接还田比例最高的地区,约有31%的玉米秸秆被直接还田(河北、吉林两地的调研进一步实证了我们的估计。
河北石家庄地区,早在1995年就开始推广秸秆还田技术。
目前,绝大多数农户能够将玉米和小麦秸秆全量还田。
而吉林公主岭地区,绝大多数农户是将玉米叶在田间焚烧掉,玉米秆收集后放在家中用作冬季烧炕取暖、做饭燃料。
)经济发展水平较高的长江中下游地区玉米秸秆直接还田比例为18%,也略高于全国平均水平。
尽管东北地区是我国最大的玉米产区,但该地区玉米秸秆直接还田比例仅为11.2%,远低于全国平均水平。
玉米秸秆直接还田比例最低的地区是青藏高原区和蒙新区,秸秆还田比例不足10%。
我国玉米秸秆的利用方式多样,主要包括农村生活能源、饲料化利用、作为工业原料、食用菌基料以及秸秆还田等。
各地经济发展水平、产业结构不同,玉米秸秆利用方式差异很大(表1)。
据2011国家玉米产业体系对全国100多个县的问卷调查结果整理估算,我国约29.5%的玉米秸秆被用于农村生活能源;每年约有26.4%的玉米秸秆被用于牛、羊等食草动物的饲料以及牲畜圈舍铺垫;约3.1%的秸秆用于工业用途(主要加工人造板、一次性餐盒以及手工艺品等)和用作食用菌基料,近年来,用于食用菌栽培的秸秆量不断上升。
目前,我国玉米秸秆用于生物能源生产的比例还很小,随着技术成熟,用量可能将上升。
二、发酵玉米秸秆产生沼气的工艺分析
1.玉米秸秆的特性
玉米秸秆的主要成分为粗纤维、粗蛋白、碳水化合物、脂肪以及一些比较容易降解的物质,由于玉米秸秆中的硫元素的含量比较少,因此在燃烧玉米秸秆后产生的二氧化硫以及二氧化氮气体也随之减少,能够有效减少酸雨的发生概率,还可初步实现二氧化碳零排放,生物秸秆中钾、氮、碳以及磷等元素都是可以促进农作物生长的营养性元素。
由于玉米秸秆的构成细胞十分坚实,其细胞壁的成分主要是木质素,从生物化学的角度来看,玉米秸秆的机构既复杂又稳定,对玉米秸秆实施发酵产沼气的过程中,由于其细胞中的木质素进行消化讲解的能力很弱,水解的过程相对比较缓慢,程度不高,对降解阶段过后气化以及酸化过程也会产生影响。
2.工艺原理
进行秸秆发酵工艺时,需要将玉米秸秆放到粉碎机中进行粉碎,在已经被粉碎的玉米秸秆中加入酵菌剂,并且要做好堆沤以及其他的预处理,再将这些经过加工的混合性的玉米秸秆投放到沼气池来实施厌氧发酵,完成发酵后,不仅仅可以获得沼气,还可获得用于农业生产的有机肥料。
在进行这项工艺时,发挥最大作用的技术主要是生物酶技术以及厌氧消化技术。
在玉米秸秆产生厌氧消化的反应时,其原理主要是,作为有机物的生物秸秆在厌氧的环境下,通过微生物对其的作用发生了分解,由原有物质转化成二氧化碳以及甲烷,在这个过程中,玉米秸秆还能完成合成自身的细胞物质过程。
另外,玉米秸秆进行厌氧消化的过程实际上是一个生物与化学互相转化的过程。
玉米秸秆发酵产沼气的过程可被分为三个阶段,第一阶段主要发生水解现象,玉米秸秆内部的不溶于水的复合型有机物通过一定的化学反应,转化成可溶于水的化合物;第二阶段主要进行产酸,上一阶段得到的可溶于水的化合物通过化学反应再转化成乙醇
以及短链酸;最后一个阶段是产生甲烷的阶段,前两阶段获得的新物质再次通过一些厌氧菌进行转化,可以达到产生主要成分是二氧化碳以及甲烷能够燃烧的混合性气体,也就是我们需要的沼气。
三、结语
总而言之使通过发酵玉米秸秆生产沼气的方式更加科学,能够为我国节约能源的环保事业贡献力量。
参考文献:
[1]何荣玉,闫志英,刘晓风,袁月祥,廖银章,王佳婧,贺荣娜,李旭东.秸秆干发酵沼气增产研究[J].应用与环境生物学报.2017(04).
[2]李连华,马隆龙,袁振宏,刘晓风,廖翠萍.农作物秸秆的厌氧消化试验研究[J].农业环境科学学报.2017(01).。