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三種濕地植物厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷特性及產(chǎn)物穩(wěn)定性研究

閱讀:644        發(fā)布時(shí)間:2020-03-11
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摘 要:為研究濕地植物能源化利用潛力,采用全自動(dòng)甲烷潛力測試系統(tǒng)對不同溫度下三種濕地植物厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷特性進(jìn)行評價(jià),并對產(chǎn)甲烷過程及發(fā)酵產(chǎn)物穩(wěn)定性進(jìn)行模擬和分析。結(jié)果表明:在30 d發(fā)酵周期內(nèi),中溫(37 ℃)下三種濕地植物巨菌草、狐尾藻和水葫蘆累積甲烷產(chǎn)量分別達(dá)166.5、159.4、236.9 mL·g -1 VS,分別比常溫(25 ℃)提高了29.6%、18.3%和39.9%(P<0.01),且中溫發(fā)酵產(chǎn)氣速度更快,發(fā)酵周期更短,揮發(fā)性固體(VS)去除率更高;采用熱重-示差掃描量熱法(TG-DSC)對發(fā)酵產(chǎn)物穩(wěn)定性進(jìn)行分析,TG曲線呈現(xiàn)三個(gè)明顯失重過程(100 ℃,250~350 ℃及400~600 ℃),全發(fā)酵周期總失重率逐漸降低,DSC曲線有兩個(gè)明顯的放熱峰,低溫區(qū)(300 ℃)放熱強(qiáng)度逐漸降低,高溫區(qū)(400~550 ℃)狐尾藻峰強(qiáng)度逐漸降低,巨菌草和水葫蘆逐漸增加,且峰值右移,表明有機(jī)物逐步降解,發(fā)酵產(chǎn)物穩(wěn)定性增加;采用Cheynoweth方程對巨菌草、狐尾藻和水葫蘆中溫發(fā)酵產(chǎn)氣過程進(jìn)行擬合,模型相關(guān)系數(shù)均大于0.95,產(chǎn)氣預(yù)測值和實(shí)測值差異比分別為1.98%、0.82%和0.32%(P>0.05)。研究表明厭氧發(fā)酵制甲烷是濕地植物資源化
利用的有效途徑,有利于解決人工濕地技術(shù)二次污染問題。

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