牛粪和玉米秸秆厌氧消化产甲烷潜力及动力学

作     者：孙志岩 张君枝 刘翌晨 吴岩 刘殿威 马文林 Sun Zhiyan;Zhang Junzhi;Liu Yichen;Wu Yan;Liu Dianwei;Ma Wenlin

作者机构：北京建筑大学北京应对气候变化研究和人才培养基地北京100044 

出 版 物：《环境工程学报》 (Chinese Journal of Environmental Engineering)

年 卷 期：2016年第10卷第3期

页      面：1468-1474页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：北京应对气候变化研究和人才培养基地开放课题(PXM2014014210000037) 北京市教委面上科技项目(KM201310016008) 北京建筑大学2015年本科生科研训练计划项目(PXM2015014210000059) 北京市科技计划项目(Z141100006014060) 

主　　题：牛粪 玉米秸秆 厌氧消化 产甲烷潜力 动力学模型 

摘      要：为了评价牛粪和玉米秸秆的产甲烷潜力,研究其厌氧消化过程动力学方程,采用自制序批式厌氧发酵实验装置对某养殖场牛粪和秸秆的最大甲烷生产潜力及其发酵过程进行研究。通过实验研究,测得接种物、牛粪和玉米秸秆的累计甲烷产量分别为64.87、244.0和466.54 m L CH4/g VS。根据实测的产气量变化曲线,按照modified Gompertz equation模型进行方程拟合,牛粪组和玉米秸秆组拟合方程的相关性系数分别为0.983和0.991,表明运用modified Gompertz equation模型预测牛粪和玉米秸秆的产甲烷潜力方法可行。通过对产甲烷过程的动力学研究得到:接种物、牛粪和玉米秸秆的最大产甲烷潜力分别为66.07、213.93和458.57 m L CH4/g VS,与实测值的误差率分别为1.8%、12.3%和1.7%;牛粪和玉米秸秆的最大甲烷日产气率(Rm)和延滞期时间(λ)分别是13.14 m L CH4/(g VS·d)、30.76 m L CH4/(g VS·d)和0.35 d、0.71 d。综上,玉米秸秆厌氧消化的停滞期长,但总产气量和最大甲烷日产期率都比牛粪高。