莲子草发酵产沼气的试验研究答辩幻灯片.ppt

Click to add title in here 4 College of Life sciences 致 谢 本论文是在导师杨建明教授的悉心指导下完成的。导师渊博的知识，严谨的治学态度，使我受益匪浅。三年来，导师给我提供了良好的学习条件，学业上给予精心的指导，生活上给予了无微不至的关怀，在此谨表示衷心的感谢。 本论文的顺利完成，还离不开其他老师、同学及朋友的关心和帮助。在此感谢李亚东教授、彭宇教授、柯文山教授、王万贤教授、吴明煜博士的热心指导；感谢师兄许强、师姐杨路路和吴方圆、蔡新、付硕章、饶丽、宇航、朱亮、孙晴等同学的支持和帮助；感谢张亚、杨定鹏、郭在力等师弟师妹的帮助。 特别感谢我的父母、感谢我的姐姐、姐夫、弟弟，在我成长的路途中，他们给了我无私的支持和亲情上的关怀，是他们的鼓励和爱护帮助我完成了学业。 谢谢！ 欢迎各位老师、同学提出宝贵意见！ 湖北大学硕士学位论文答辩 College of Life Sciences 1、沼气发酵的生物化学本质是产甲烷菌在厌氧条件下，利用H2还原CO2等碳源营养物以产生细胞物质、能量和代谢废物—CH4的过程[52]。CH4是其厌氧呼吸链的还原产物。根据三类微生物的不同作用可以将沼气发酵的生物化学过程也分为三个阶段，如图1-4所示。 1.1由多种厌氧（兼性厌氧）的发酵性或水解性细菌把纤维素等多糖水解成单糖，并进一步形成好氧与厌氧呼吸链中间产物—丙酮酸；把蛋白质、多肽水解成氨基酸，并进而形成氨和有机酸；把脂肪水解成甘油和脂肪酸，并进而形成乙酸（C2H4O2）、丁酸（C4H8O2）、丙酸（C3H6O2）、乙醇（C2H5OH）、H2和CO2。 1.2由产氢产乙酸菌群把前一阶段产生的各种有机酸分解成乙酸、H2和CO2的过程. 1.3由严格厌氧的产甲烷菌群（methanogens）利用一碳化合物（CO2）、甲醇（CH3OH）、甲酸或CO、二碳化合物（C2H4O2）和H2产生甲烷（CH4）的过程[52,58]。 1.4可以说明的是每个阶段的生化反应并不是严格按照上一阶段反应完再进行下一阶段的反应，而是在第一阶段的生化反应开始后的短时间内，二阶段的反应就已开始。 沼气发酵是一个包括由各种类型微生物代谢所完成的极其复杂的生物化学过程 [59]。它们不仅包括甲烷细菌之间和不产甲烷细菌之间的相互作用，而且包括产甲烷细菌和不产甲烷细菌之间的作用。其中产甲烷细菌和不产甲烷细菌之间，既相互依赖，又互相制约，共同为双方创造维持生命活动所必需的良好生存条件，使之在厌氧消化过程中处于平衡状态[60-62]。 固体含量（A） 发酵温度（B） 碳氮比（C） pH值（D） 20% 30℃ 25:1 7.0 25% 35℃ 30:1 7.5 30% 40℃ 35:1 8.0 试验各处理组具体处理量：以厌氧发酵罐容积、正交试验安排、最优参数组合、莲子草量莲子草与猪牛粪混合比以及碳/氮（C/N）比计算方法 综合计算得出 试验装置;50l自制厌氧发酵罐 试验发酵周期为60天，每隔5天定时测定并记录各处理组沼气发酵各参数变化并进行比较分析。 数据所获数据用excel2003建立数据库并作图， 实验原始记录数据见论文附录部分 总固体含量（TS）和总挥发固体含量（VS）的测定 总有机碳（TOC）含量的测定 总有机氮（TON）含量的测定 沼气产量的测定 甲烷浓度与产量的测定 二氧化碳（CO2）浓度的测定 发酵料液pH值的测定 在进行厌氧发酵前，要先对其进行粉碎，泼上坑塘阴沟水，堆沤等预处理措施来提高莲子草发酵产沼气的生物产气量。 通过堆沤处理，猪、牛粪中的病原菌和一些有害虫卵被杀灭，有机质腐殖化，与预处理后的莲子草混匀后，有利于提高莲子草发酵产沼气的产气率。 每次试验厌氧发酵60天，分别收集9组用莲子草发酵所产沼气，其中沼气产量是60天的总产气量，甲烷产量是沼气的产气量与甲烷含量的乘积，甲烷含量是60天所测甲烷含量的平均值。 为了更加直观地看出各因素水平与试验指标的变化趋势以及取值范围，采用正交效应曲线图（图3-4、图3-5）来具体分析。 从中可以看出，在各因素对沼气产气量影响的方差分析中，因素B与因素A高度显著，因素C次之，因素D极不显著，完全忽略作为误差项计算，而各因素对甲烷产量的影响都不显著。综合分析来看，发酵温度和固体含量对沼气产量与甲烷产量有显著影响，其他因素对沼气产气量与甲烷产量也有一定的影响，但不显著。 本试验添加的预处理后的莲子草量12.5kg，在完成既定安排的60天试验周期后，累积产气量为2268.3ml。 因本次试验未设置把最差工艺参数组合作为对照试验组，故以正交试验设计中产气量最少的1号试验组作为对