石林雪兰牧场奶牛粪厌氧干发酵工艺研究
发布时间：2021-11-24 15:13
奶牛粪便是一种利用潜力巨大的生物质资源,通过厌氧干发酵工艺处理既可获得大量的能源回收又可避免污染物的排放,是一种行之有效的方式。由于目前对奶牛粪的厌氧干发酵相关研究较少,本研究以石林县新希望雪兰牛奶牧场的奶牛粪为原料,探究厌氧干发酵处理奶牛粪的工艺方法,从而实现牧场的奶牛粪的资源化能源化利用。为提高奶牛粪厌氧干发酵产甲烷效率,探究了适宜的工艺条件（发酵浓度、接种量）并尝试利用不同种添加剂（生物炭、核桃壳灰分、粉煤灰、磁铁粉、蛭石）来避免发酵中不利影响,关注了实验中甲烷含量、日产甲烷量、有机质降解、有机酸变化等情况,总结后得到以下结论:（1）奶牛粪厌氧干发酵最佳的发酵浓度（TS%）和接种量分别是22%和40%。发酵浓度越大,产气效果越差即VS产甲烷量越低。接种量越大,能够越快启动厌氧干发酵。提高接种量有利于厌氧干发酵进行。接种量50%组,平均甲烷含量最高,但是产甲烷量不高。（2）通过添加吸附类添加剂,提高了厌氧干发酵产甲烷量。其中:生物炭最适合的组别是600H组,蛭石最适合的添加量为5%。添加生物炭在发酵中期富集了厌氧微生物,极大的促进了厌氧干发酵产甲烷效率;添加蛭石使得发酵初期有机酸保...
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
007年-2017年我国奶牛存栏量同比增加[3]（YOY：增长率）
第1章引言3但工作强度大，环境差，工作效率低多见于中小规模的牛场或养殖户，随着人力成本的增加该清粪方式正在逐步淘汰。铲车清粪是从全人工清粪到机械清粪的过渡方式，铲车可由小型装载机和废旧轮胎改装制作，更换方便，但车体体积大、工作噪音大，易对牛只造成伤害和惊吓，且工作时间有限，运行成本高，是一种工具的浪费[16]。在完成相同清粪工作量时，铲车清粪的运行成本是刮板清粪的4倍，且清粪效果不如刮板清粪。水冲粪处理的方式减轻了工作人员的劳动强度、提高了工作效率、能够频繁的进行冲洗，残余潮湿的粪便可全部清除，运行成本低，在牛场所处地域气温较高时，使用水冲清粪的同时还能够降低牛舍温度。但是水冲粪需要充足的水量，且人为地加大了污水处理量，需要配套的污水处理系统，增加了养殖场的运行成本，在水资源贫乏的地区则不适用。就目前发展趋势而言，刮板清粪将是未来发展的主流方向，所以刮板清粪这类的干清粪的方法越来越被广泛的认可。图1-2清粪方式和处理方式所占比例（2）后续处理粪污的方式。我国处理奶牛粪粪污的方式主要分为固液分离后晾干直接售卖、堆肥发酵、进行厌氧发酵产沼气、直接进行污水处理系统进行好氧氧化塘处理几种。这几种方式使用比例大概为27%、25%、13%、4%。由于不同清粪方式下收集到的粪污物理性质不同，含水率有所差异，便造成了对后处理过程产生了一定的影响，目前国内清理畜禽粪污的方法和后续处理的方法尚未形成良好的衔接体制。我国目前主导的清粪方式属于干清粪工艺，干清粪之后奶牛粪的总固形物（TS）含量高，约为15%~22%。固液分离之后晾干0%5%10%15%20%25%30%固液分离堆肥发酵沼气发酵污水氧化塘
第1章引言6氢转移过程的发现打下基矗种间氢转移过程（interspeciesH2-transfer）是能够进行厌氧发酵的一个重要原因[25]。即挥发性有机酸的甲烷发酵过程往往涉及不产甲烷菌和产甲烷菌的共生代谢，从反应热力学角度分析，总反应的自由能大都大于零，即反应不能发生；但在沼气发酵过程中确实发生了反应。这类反应之所以能够进行，是因为产甲烷细菌与非产甲烷菌之间存在互营联合作用（syntrophicassociation）。同年，年劳伦斯（O.W.Lawrence）和麦卡蒂（P.L.McCarty）提出了厌氧消化过程三阶段理论，及水解阶段、产氢产酸阶段和产甲烷阶段[26]。至今三阶段理论是仍然是描述厌氧消化过程的主流理论，理论框架见图1-3。图1-3厌氧消化三阶段理论1、水解阶段发酵细菌产生胞外水解酶水解大分子有机聚合物，即纤维素、半纤维素、淀粉、脂类以及蛋白质等非水溶性含碳化合物，经过水解性细菌产生一系列
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用车库式干发酵技术处理易腐垃圾现状分析及发展潜力[J]. 孙子滟,李剑,王祯欣,钱名宇,李叶青. 中国沼气. 2019(05)
[2]规模化奶牛场粪污资源化利用探索与实践[J]. 毛春春,王巍巍,刘毅,高兴,王兰,马继贤. 畜牧业环境. 2019(10)
[3]猪粪厌氧干湿发酵产气效率对比[J]. 郑盼,尹芳,张无敌,杨红,吴凯,赵兴玲,王昌梅,柳静,刘士清. 中国沼气. 2019(04)
[4]三种添加剂对猪粪厌氧干发酵的影响[J]. 李丹妮,张克强,梁军锋,高文萱,孔德望,杜连柱. 农业环境科学学报. 2019(08)
[5]饲草料资源和粪污资源化利用视角下我国奶业可持续发展问题分析[J]. 赵俭,张晓建,安志兴,白跃宇,郭利亚. 饲料研究. 2019(07)
[6]小麦秸秆还田对土壤肥力与农作物的影响[J]. 张懂理. 现代农业科技. 2019(12)
[7]规模奶牛养殖场粪污处理现状及对策[J]. 张小敏. 中国畜禽种业. 2019(03)
[8]未来5年,中国奶业将会发生什么变化?[J]. 郑本艳. 中国畜牧杂志. 2019(01)
[9]规模奶牛场粪污资源化利用浅析[J]. 朱俊峰,于书云,林雨鑫,阮丽莎,朱杰,杨建生. 中国畜禽种业. 2018(12)
[10]基于灰度的生物炭pH值与N和K离子吸附研究[J]. 王明峰,杨璐菡,张争艳,吴西文,钟旋,蒋恩臣. 中国环境科学. 2018(11)
博士论文
[1]重庆主要电厂燃煤产物的物质组成及粉煤灰的资源化利用[D]. 刘汇东.中国矿业大学(北京) 2015
硕士论文
[1]猪粪干式厌氧消化实验研究[D]. 郑盼.云南师范大学 2019
[2]外源助剂对牛粪厌氧发酵产沼气的特性研究[D]. 党禹杰.内蒙古大学 2018
[3]不同调控措施下猪粪厌氧干发酵特性研究[D]. 宋香育.中国农业科学院 2017
[4]磁铁粉对中低温下猪粪和麦秆厌氧发酵特性影响研究[D]. 王燕子.西北农林科技大学 2017
[5]脱水污泥干发酵特性及其影响机制[D]. 刘灿.清华大学 2016
[6]秸秆干法厌氧发酵工艺条件优化研究[D]. 兰梅.四川农业大学 2014
本文编号：3516229
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
007年-2017年我国奶牛存栏量同比增加[3]（YOY：增长率）
第1章引言3但工作强度大，环境差，工作效率低多见于中小规模的牛场或养殖户，随着人力成本的增加该清粪方式正在逐步淘汰。铲车清粪是从全人工清粪到机械清粪的过渡方式，铲车可由小型装载机和废旧轮胎改装制作，更换方便，但车体体积大、工作噪音大，易对牛只造成伤害和惊吓，且工作时间有限，运行成本高，是一种工具的浪费[16]。在完成相同清粪工作量时，铲车清粪的运行成本是刮板清粪的4倍，且清粪效果不如刮板清粪。水冲粪处理的方式减轻了工作人员的劳动强度、提高了工作效率、能够频繁的进行冲洗，残余潮湿的粪便可全部清除，运行成本低，在牛场所处地域气温较高时，使用水冲清粪的同时还能够降低牛舍温度。但是水冲粪需要充足的水量，且人为地加大了污水处理量，需要配套的污水处理系统，增加了养殖场的运行成本，在水资源贫乏的地区则不适用。就目前发展趋势而言，刮板清粪将是未来发展的主流方向，所以刮板清粪这类的干清粪的方法越来越被广泛的认可。图1-2清粪方式和处理方式所占比例（2）后续处理粪污的方式。我国处理奶牛粪粪污的方式主要分为固液分离后晾干直接售卖、堆肥发酵、进行厌氧发酵产沼气、直接进行污水处理系统进行好氧氧化塘处理几种。这几种方式使用比例大概为27%、25%、13%、4%。由于不同清粪方式下收集到的粪污物理性质不同，含水率有所差异，便造成了对后处理过程产生了一定的影响，目前国内清理畜禽粪污的方法和后续处理的方法尚未形成良好的衔接体制。我国目前主导的清粪方式属于干清粪工艺，干清粪之后奶牛粪的总固形物（TS）含量高，约为15%~22%。固液分离之后晾干0%5%10%15%20%25%30%固液分离堆肥发酵沼气发酵污水氧化塘
第1章引言6氢转移过程的发现打下基矗种间氢转移过程（interspeciesH2-transfer）是能够进行厌氧发酵的一个重要原因[25]。即挥发性有机酸的甲烷发酵过程往往涉及不产甲烷菌和产甲烷菌的共生代谢，从反应热力学角度分析，总反应的自由能大都大于零，即反应不能发生；但在沼气发酵过程中确实发生了反应。这类反应之所以能够进行，是因为产甲烷细菌与非产甲烷菌之间存在互营联合作用（syntrophicassociation）。同年，年劳伦斯（O.W.Lawrence）和麦卡蒂（P.L.McCarty）提出了厌氧消化过程三阶段理论，及水解阶段、产氢产酸阶段和产甲烷阶段[26]。至今三阶段理论是仍然是描述厌氧消化过程的主流理论，理论框架见图1-3。图1-3厌氧消化三阶段理论1、水解阶段发酵细菌产生胞外水解酶水解大分子有机聚合物，即纤维素、半纤维素、淀粉、脂类以及蛋白质等非水溶性含碳化合物，经过水解性细菌产生一系列
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用车库式干发酵技术处理易腐垃圾现状分析及发展潜力[J]. 孙子滟,李剑,王祯欣,钱名宇,李叶青. 中国沼气. 2019(05)
[2]规模化奶牛场粪污资源化利用探索与实践[J]. 毛春春,王巍巍,刘毅,高兴,王兰,马继贤. 畜牧业环境. 2019(10)
[3]猪粪厌氧干湿发酵产气效率对比[J]. 郑盼,尹芳,张无敌,杨红,吴凯,赵兴玲,王昌梅,柳静,刘士清. 中国沼气. 2019(04)
[4]三种添加剂对猪粪厌氧干发酵的影响[J]. 李丹妮,张克强,梁军锋,高文萱,孔德望,杜连柱. 农业环境科学学报. 2019(08)
[5]饲草料资源和粪污资源化利用视角下我国奶业可持续发展问题分析[J]. 赵俭,张晓建,安志兴,白跃宇,郭利亚. 饲料研究. 2019(07)
[6]小麦秸秆还田对土壤肥力与农作物的影响[J]. 张懂理. 现代农业科技. 2019(12)
[7]规模奶牛养殖场粪污处理现状及对策[J]. 张小敏. 中国畜禽种业. 2019(03)
[8]未来5年,中国奶业将会发生什么变化?[J]. 郑本艳. 中国畜牧杂志. 2019(01)
[9]规模奶牛场粪污资源化利用浅析[J]. 朱俊峰,于书云,林雨鑫,阮丽莎,朱杰,杨建生. 中国畜禽种业. 2018(12)
[10]基于灰度的生物炭pH值与N和K离子吸附研究[J]. 王明峰,杨璐菡,张争艳,吴西文,钟旋,蒋恩臣. 中国环境科学. 2018(11)
博士论文
[1]重庆主要电厂燃煤产物的物质组成及粉煤灰的资源化利用[D]. 刘汇东.中国矿业大学(北京) 2015
硕士论文
[1]猪粪干式厌氧消化实验研究[D]. 郑盼.云南师范大学 2019
[2]外源助剂对牛粪厌氧发酵产沼气的特性研究[D]. 党禹杰.内蒙古大学 2018
[3]不同调控措施下猪粪厌氧干发酵特性研究[D]. 宋香育.中国农业科学院 2017
[4]磁铁粉对中低温下猪粪和麦秆厌氧发酵特性影响研究[D]. 王燕子.西北农林科技大学 2017
[5]脱水污泥干发酵特性及其影响机制[D]. 刘灿.清华大学 2016
[6]秸秆干法厌氧发酵工艺条件优化研究[D]. 兰梅.四川农业大学 2014
本文编号：3516229
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