农村生物质原料发酵产氢研究.pdfVIP

彩叨中国生物质能科学技术论坛 黝7撕衫翻M幽嗍4础馏重觑锄断施4 农村生物质原料发酵产氢的研究 张无敌，刘士清，尹 芳，李建昌，官会林，高旭红，毛 羽，徐 锐 (云南师范大学省农村能源工程重点实验室，云南昆明 650092) 摘要：选取了农业生产中常见的10种有机废弃物：稻草、玉米秆、小麦秆、大麦秆、蚕豆秆、黄豆秆等秸秆以 及猪粪、牛粪、鸡粪、马粪等粪便作为原料，采用批量发酵工艺，通过控制发酵料液的pH值在适宜范围内，进行 了厌氧发酵产氢的研究。实验结果表明。在厌氧条件下，采用批量发酵，控制发酵温度为25℃左右，以农作物秸 秆、畜禽粪便作为原料，利用沼气发酵后的厌氧活性污泥作为天然产氢菌种来源，以乳酸调控发酵料液pH值 在4．5～5．5，可以产生氢气。 关键词：农作物秸秆；畜禽粪便；厌氧活性污泥；发酵产氢 O引言 1．1：1产氢接种物 当今世界面临着能源短缺和环境污染的双重 选择本实验室猪粪沼气发酵结束后的厌氧活 压力。因此，寻求新的可再生的洁净能源已成为能 性污泥作为发酵产氢的接种物【4】，其rI’s及VS含 源开发的热点。氢能具有许多优点，将成为未来最 量详见表1。 理想的可再生能源之一【心。目前，由于常规的制 表l发酵产氢活性污泥的TS、VS含量％ 氢方法不仅要消耗大量的能源，而且在生产过程 中产生的污染物会对地球环境造成污染，已不能 适应社会发展的需要。所以，各个国家都在致力开 发节能高效的制氢方法。我国是一个农业大国，农 注：偈(总固体)=【烘干样重(g)，样重(g)】×100％；VS(挥发性 业资源丰富。据统计人禽畜粪便排泄量每年可达 固体)=【烘干样重(g)一灰分重(g)]，烘干样重(g)×loo％。 34．826×108t．而各种农作物秸秆可开发量每年也 1．1．2产氢原料 为6．2×108 发酵产氢的原料以畜禽粪便和农作物秸秆等 t【3】。这些有机废弃物，构成了农村最主 要的有机垃圾资源。因此，实现农作物秸秆、牲畜 有机废弃物为主，它们是猪粪、牛粪、鸡粪、马粪和 粪便的厌氧发酵产氢，无论从回收能源，还是治理 经烘干粉碎后的稻草、玉米秆、大麦秆、小麦秆、黄 环境方面都具有重要意义。 豆秆、蚕豆秆。这10种牲畜粪便和农作物秸秆的 1实验材料与方法 TS及VS经测定，结果如表2。 1．1实验材料 1．1．3实验仪器 表2牲畜粪便和农作物秸秆的TS及VS ％ 表3实验仪器 1．2实验方法 仪器名称 型号 用途 1．2．1实验方法 pH计 816型(Ori∞)DH测定 (1)猪粪产氢 奥氏气体分析仪 气体成分和含量分析 气相色谱仪 HP4890D(HP)挥发性有机酸分析 实验设实验组与对照组．发酵液的配制为实 高速冷冻．离心机cs-15R(Beckmm)发酵液离心分离 验组：300 mL接种物，60 mL沼液，4 g猪粪，640 称量 分析天平AE240(Metder)