农业固体废物厌氧消化处理技术

《农业固体废物厌氧消化处理技术》在厌氧消化的原理和原料特性分析基础上，以北方典型的玉米秸秆为研究底物，针对秸秆在厌氧消化过程中存在的原料生物降解率低、产气效率低、厌氧消化装置启动时间长、缺乏适宜的接种物等问题，从驯化适合秸秆厌氧消化产沼的接种物、探索绿色高效的预处理技术以及阐明外源氮对秸秆降解的影响机制三方面分别进行研究。本书的研究结果可为农作物秸秆厌氧消化产沼技术的优化提供参考，有助于推动新农村的建设和生物质固体废物的能源化利用，实现农村、农业的可持续发展。

《农业固体废物厌氧消化处理技术》可供从事固体废物资源化利用、研究、生产和经营管理的人员使用，也可供高等学校再生资源科学与技术、环境科学、环境工程及相关专业师生参考阅读。

1绪论

1.1研究背景和意义1

1.2厌氧消化技术及其研究进展2

1.2.1厌氧消化技术概述2

1.2.2厌氧消化的基本理论4

1.2.3影响厌氧消化的因素5

1.2.4提高产气量的研究现状12

2接种物的驯化

2.1试验设计19

2.1.1试验材料、仪器及试剂19

2.1.2发酵罐的结构设计24

2.1.3驯化条件及效果验证26

2.1.4分析与计算方法28

2.2不同底物驯化对系统产气的影响29

2.2.1对日产气量的影响29

2.2.2对累积产气量的影响30

2.3不同底物驯化对系统稳定性的影响33

2.3.1对pH和总挥发性脂肪酸含量变化的影响33

2.3.2对污泥形态变化的影响36

2.3.3对碱度和铵态氮变化的影响37

2.3.4对总挥发性脂肪酸/总碱度变化的影响39

2.4驯化过程中底物中有机质的利用效果研究40

2.4.1对TS、VS变化的影响40

2.4.2对可溶性有机物变化的影响42

2.4.3对TS/VS降解率的影响43

2.5驯化效果验证44

2.5.1对产气量和产气规律的验证44

2.5.2对厌氧消化参数的验证47

2.6小结与展望48

2.6.1小结48

2.6.2展望49

3微波辅助MgO/SBA-15预处理试验研究

3.1试验设计51

3.1.1试验材料、仪器及试剂51

3.1.2预处理53

3.1.3厌氧消化试验54

3.1.4分析与计算方法54

3.2预处理对组分变化规律的影响研究55

3.2.1组分的变化55

3.2.2表面结构的变化56

3.2.3官能团的变化58

3.2.4结晶度的变化59

3.3预处理对厌氧消化产气的影响研究60

3.3.1预处理对产气效果的影响研究60

3.3.2对厌氧消化时间的影响研究63

3.3.3对单位VS产气量的影响研究63

3.3.4对容积产气率的影响研究64

3.3.5微生物毒性试验65

3.4预处理成本分析66

3.4.1预处理成本66

3.4.2能耗费用67

3.5小结与展望67

3.5.1小结67

3.5.2展望68

4Ca（OH）2固态温和预处理试验研究

4.1试验设计70

4.1.1试验材料、仪器及试剂70

4.1.2预处理70

4.1.3厌氧消化试验71

4.1.4分析与计算方法71

4.2预处理对组分变化规律的研究71

4.2.1预处理对溶出物的影响研究71

4.2.2预处理对组分含量的影响研究74

4.2.3预处理对表面结构的影响研究75

4.2.4预处理对官能团的影响研究75

4.2.5预处理对结晶度的影响研究76

4.3预处理对厌氧消化产气的影响研究77

4.3.1预处理对产气的影响研究77

4.3.2预处理对厌氧消化时间的影响研究80

4.3.3预处理对单位VS产气量的影响研究81

4.3.4预处理对容积产气率的影响研究82

4.4预处理成本分析83

4.4.1预处理成本83

4.4.2能耗费用83

4.4.3产气对比分析83

4.5小结与展望85

4.5.1小结85

4.5.2展望86

5固态温和预处理条件优化

5.1试验设计88

5.1.1试验材料、仪器及试剂88

5.1.2预处理88

5.1.3厌氧消化试验89

5.1.4分析与计算方法89

5.2优化试验89

5.2.1回归方程89

5.2.2回归分析91

5.2.33D图及等高线图92

5.3优化组合碱的比例94

5.3.1预处理对组分变化的影响研究94

5.3.2对厌氧消化产气的影响研究94

5.4本章小结97

6外源氮对纤维素厌氧消化的影响

6.1试验设计99

6.1.1试验材料、仪器及试剂99

6.1.2试验设计100

6.1.3分析与计算方法102

6.2不同C/N对纤维素厌氧消化产气的影响103

6.2.1对日甲烷产量的影响103

6.2.2对两个产气高峰的影响103

6.2.3对累积甲烷产量的影响105

6.2.4对厌氧消化时间的影响106

6.2.5铵态氮利用效率108

6.2.6纤维素降解过程109

6.3不同氮源对纤维素厌氧消化产气的影响112

6.3.1对日甲烷产量的影响112

6.3.2对两个产气高峰的影响112

6.3.3对累积甲烷产量的影响114

6.3.4对厌氧消化时间的影响115

6.4小结与展望118

6.4.1小结118

6.4.2展望119

7研究实例——麦秸与精氨酸发酵菌渣混合发酵产气性能的研究

7.1试验设计121

7.1.1试验材料、仪器及试剂121

7.1.2试验设计122

7.1.3分析与计算方法122

7.2菌渣与麦秸厌氧消化产气性能分析123

7.2.1日产气结果123

7.2.2累积产气结果125

7.2.3容积产气率125

7.2.4原料产气率128

7.2.5消化时间128

参考文献130