微量金屬元素對(duì)提高沼氣產(chǎn)量的研究.pdf

1、沼氣厭氧發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)由多種微生物結(jié)合,交替相互作用的復(fù)雜生物反應(yīng)過(guò)程。正是因?yàn)樵诎l(fā)酵的復(fù)雜過(guò)程中,產(chǎn)甲烷菌和不產(chǎn)甲烷細(xì)菌互相之間制約,又相互依賴(lài),最終處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),達(dá)到和諧統(tǒng)一,使之穩(wěn)定增長(zhǎng)。
　　 產(chǎn)甲烷菌是沼氣發(fā)酵中最重要的微生物之一,同時(shí)也是自然界碳素循環(huán)中厭氧生物鏈的最后一個(gè)成員。這對(duì)于有效地控制沼氣發(fā)酵過(guò)程,了解發(fā)酵進(jìn)行階段,優(yōu)化發(fā)酵條件,提高產(chǎn)沼氣效率,具有極其重要的意義。
　　 微生物只有滿(mǎn)足一定

2、的營(yíng)養(yǎng)條件,才能正常的生長(zhǎng)、繁殖以及完成各種生理活動(dòng)的需要。它們的作用可概括為形成自身的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、提供能量和調(diào)節(jié)代謝等三個(gè)主要的作用。微生物所需要的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有六大類(lèi)要素,即水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子和能源。
　　 本文以提高沼氣產(chǎn)量為目的,通過(guò)添加微量的金屬元素來(lái)提高微生物的活性,并以此開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　 第一:以玉米為原料生產(chǎn)酒精后的廢糟液為培養(yǎng)微生物的物質(zhì)條件,在培養(yǎng)基中添加不同的微量金屬

3、元素,來(lái)提高甲烷菌沼氣的產(chǎn)氣量。通過(guò)大量的平行實(shí)驗(yàn)確定了微量金屬元素組合為六水合氯化鎳,四水合氯化亞鐵,六水合氯化鈷。并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定了三種微量金屬鹽的添加量,分別為200 ug/L·d,1000ug/L·d,100ug/L·d。
　　 第二:以醋酸原料為基質(zhì)進(jìn)行厭氧性發(fā)酵實(shí)驗(yàn),對(duì)連續(xù)性厭氧發(fā)酵和間歇性厭氧發(fā)酵的甲烷菌沼氣氣量進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),對(duì)上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:連續(xù)式厭氧發(fā)酵技術(shù)比不連續(xù)式厭氧發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)

4、氣增長(zhǎng)率要高69％以上。因此,就以連續(xù)性厭氧發(fā)酵為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),添加微量金屬鹽對(duì)其進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),并以單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn),確定了以醋酸基質(zhì)的連續(xù)性厭氧發(fā)酵工藝,得出微量金屬鹽的最佳添加量分別為六水合氯化鎳:400ug/L·d,四水合氯化亞鐵:3000ug/L·d,六水合氯化鈷:150ug/L·d,通過(guò)此方案可使甲烷菌產(chǎn)沼氣率高達(dá)96％。
　　 第三:在企業(yè)中進(jìn)行中試生產(chǎn)實(shí)驗(yàn),對(duì)膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器和上流式污泥床反應(yīng)器

5、進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較,并對(duì)膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器內(nèi)的各種指標(biāo)做了檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加微量金屬鹽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,兩種反應(yīng)器的沼氣產(chǎn)氣量都有所增加,并且產(chǎn)氣量增長(zhǎng)率也都有很大提高。但膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器和上流式污泥床反應(yīng)器相比較而言,膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器的沼氣產(chǎn)氣量更大一些,產(chǎn)氣增長(zhǎng)率可達(dá)19.74％。這表明:膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器更適合對(duì)玉米酒精糟液進(jìn)行處理。可見(jiàn),通過(guò)添加這些微量金屬元素,可以大幅度的提高糟液的處理量,同時(shí)可多產(chǎn)沼氣,從而提高沼氣