序批式玉米秸秆牛粪混合厌氧干发酵产甲烷工艺优化研究

随着中国农业集约化水平的提高,秸秆、畜禽粪便等资源相对集中,为序批式厌氧干发酵产甲烷技术应用创造了良好条件.而国内对干发酵技术研究尚不成熟,尤其是关键因素对发酵性质的影响极其相互作用关系尚不明确,限制了工艺优化效果.该文着重研究了不同喷淋频率、接种量、物料配比作用下,玉米秸秆-牛粪混合原料序批式厌氧干发酵产甲烷、中间产物生成特性及其相互关系.结果表明:不同物料配比下,喷淋频率和接种量促进甲烷产量的作用方式不同,增加牛粪比例可显著提高产甲烷效率和产量.在甲烷产量快速增加阶段(第7～20天),不同关键因素的变化对中间产物总量及其组分影响显著(P<0.05),丙酸积累至约350 mg/L以上时导致干发酵体系产甲烷能力下降,而氨氮浓度提高则有利于甲烷产量的提高.最优工艺参数,秸秆-牛粪干物质比为3:7、喷淋频率为间隔6 h,接种量为30％获得最大甲烷产量为135.7 L/kg.该研究可为规模化养殖场利用序批式厌氧干发酵技术处理农业废弃物高效生产清洁能源提供理论指导.