目前畜禽廢棄物厭氧產甲烷技術具有發(fā)酵周期長和發(fā)酵液處理難等問題,相比之下,耦合兩階段厭氧發(fā)酵和微藻技術制取氫氣和甲烷(氫烷)可縮短發(fā)酵周期,發(fā)酵液通過養(yǎng)殖微藻實現(xiàn)營養(yǎng)回收,且生物量增值可用于制取更多氫烷氣體,是一種具有應用前景的集成系統(tǒng)。文章在實驗室規(guī)模下構建日處理量為6 kg豬糞的耦合系統(tǒng),并對其進行質量流分析。耦合系統(tǒng)質量流分析表明,與僅厭氧發(fā)酵產生物氫烷相比,耦合系統(tǒng)能量回收率提高了23.61%,且耦合系統(tǒng)可更有效利用氮元素,為畜禽糞污資源化途徑提供參考。

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【部分圖文】：

圖1生物氫烷耦合微藻養(yǎng)殖的畜禽糞污利用系統(tǒng)

藻環(huán)境適應能力強，可以在鹽湖及非耕地中生長，不占用農業(yè)用地;3)通過微藻處理發(fā)酵液不產生額外污染物且能有效回收營養(yǎng)元素，是更環(huán)保和可持續(xù)的途徑［12］。針對目前畜禽糞污厭氧產甲烷過程的問題，筆者將構建生物氫烷耦合微藻養(yǎng)殖的畜禽糞污利用系統(tǒng)，以兩階段厭氧發(fā)酵為主，并輔以發(fā)酵液培養(yǎng)微....

圖2單階段厭氧發(fā)酵系統(tǒng)碳元素流動示意圖

23］。與其他生物燃料的生產過程相比，微藻培養(yǎng)與沼氣生產相結合具有更強的競爭力［24］。在本模塊中，收獲的小球藻與豬糞混合進行兩階段厭氧發(fā)酵，操作條件如上所述，微藻養(yǎng)殖與兩階段發(fā)酵耦合使氫氣和甲烷產量分別增加6．42L·d－1和88．52L·d－1。微藻養(yǎng)殖過程中每生產1kg小球....

圖3兩階段厭氧發(fā)酵系統(tǒng)碳元素流動示意圖

它發(fā)酵液處理方式相比，該耦合系統(tǒng)產生1kg小球藻后經兩階段厭氧發(fā)酵可額外獲得能量12．33MJ。2結果與分析2．1碳元素流動利用豬糞厭氧發(fā)酵產甲烷系統(tǒng)碳元素流動情況如圖2所示。該系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，根據(jù)上述數(shù)據(jù)有:投入豬糞6kg，碳元素含量為7．8%［25］，豬糞中含碳468g;投入....

圖4厭氧發(fā)酵系統(tǒng)營養(yǎng)元素流動示意圖

還田場景高出36．1%。利用豬糞厭氧產甲烷(生物氫烷)耦合微藻養(yǎng)殖時，通過微藻養(yǎng)殖循環(huán)利用豬糞原料中的氮元素，該系統(tǒng)中氮元素僅在厭氧過程中損失4．32g，其利用率高達90%，比其他兩個場景均高出不少。從氮元素流動情況來看，利用豬糞厭氧發(fā)酵耦合微藻養(yǎng)殖可使氮元素在其系統(tǒng)內部循環(huán)流動....

本文編號：3987675