马铃薯渣产气实验报告

定西富民生态农业科技有限公司中试实验室（报告第一期）马铃薯渣产气潜力试验报告负责人胡云斐 参加人姓名 孙文武胡云斐 车俊起阎鸿梅 委托单位甘肃富民生态农业科技有限公司总部试验地点定西富民生态农业科技有限公司中试实验室报告日期2012年5月25日目 录1实验目的22实验材料与设备32.1实验原料32.2实验装置32.3中试工艺流程图32.4实验原理33 实验设计43.1原料物料特性的测定43.2厌氧发酵实验方案及试验数据整理53.3测定项目及方法54实验结果6马铃薯渣产气潜力试验报告1实验目的 以马铃薯渣为主要原料，通过厌氧发酵实验，研究马铃薯渣厌氧发酵产沼气潜力，本次实验阶段主要研究单位马铃薯渣原料的产气量，以及最佳的反应周期（也可以反应进料量）和进料浓度。 因实验条件和大项目投产运行条件存在一定差异，实验数据和项目投产数据会存在差异，仅供大项目参考使用。2实验材料与设备2.1实验原料发酵原料为定西项目提供的鲜马铃薯渣，接种物为取自定西市临洮牛场大型沼气站的沼液。2.2实验装置主体结构是钢制总容积为1mCSTR厌氧发酵装置三个,罐体设有搅拌，进、出料口、溢流口，出气口，测温孔、pH计孔和采样孔，罐体底部用水泥和砖砌成基柱，外部用橡塑板和彩钢板构成的保温层。三个反应罐配套恒温加热系统一套，调配及进料系统、电控系统、自控系统各一套。采用原料有人工按比例投入，料液罐内自动溢流的投料和出料模式。2.3中试工艺流程图2.4实验原理产氢产乙酸菌CO2【H】乙酸原料中不溶态大分子有机物蛋白质多糖脂类发酵菌氨基酸C6H12O6甘油脂肪酸发酵菌类产物菌类产物甲酸甲醇甲胺乙酸等丙酸丁酸乳酸乙醇等甲烷菌通过不同途径转化为CH、CO等水解阶段酸化阶段气化阶段酸化酸化不完全厌氧消化（酸发酵）马铃薯渣的主要有机成分是淀粉、纤维素，两者都是大分子多糖，在厌氧消化过程中通过水解作用最终转化为葡萄糖，进而通过微生物作用最终转化为沼气，反应流程如上图。淀粉和纤维素的水解速度存在较大差异，淀粉很容易经过微生物作用分解为葡萄糖，而纤维素的水解过程就相对缓慢，需要延长发酵时间方可分解完毕。 3 实验设计3.1原料物料特性的测定将马铃薯渣（包括干马铃薯渣和鲜马铃薯渣）和废水分别进行物料特性分析，指标包括：含水量（%）、总固体（TS，27%）、挥发性固体（VS，%）和PH值。测定结果见表1。结合定西项目实际运行时以鲜马铃薯渣为主要原料，中试实验选用鲜马铃薯渣作为实验原料。表1 部分原料特性分析结果序号项目鲜马铃薯渣备注1含水量(%)85.5%从宏宣取样新鲜马铃薯渣2总固体(TS,%)23.51%从宏宣取样新鲜马铃薯渣3挥发性固体(VS,%)9597%TS从宏宣取样新鲜马铃薯渣4PH值6.8从宏宣取样新鲜马铃薯渣3.2厌氧发酵实验方案及试验数据整理本次实验采用马铃薯渣经过实际检测，C/N为63（一般数据显示马铃薯渣C/N比值范围在4060之间），沼气发酵的适宜C/N比值范围在2030:1之间。由于马铃薯渣和水的原料本身接近酸性，且淀粉含量较高,极易酸化，容易导致反应初期VFA(挥发性脂肪酸)积累过多而使PH下降，影响体系产甲烷阶段的启动。根据小试数据和螺杆泵的性能参数，调配料液进料浓度为7%左右，经过57天的进料调试，经统计分析数据计算结果1号罐产气量为1:101,2号罐产气量为1:110,3号罐,1：115；为保证实验数据的准确性和可靠性，取三个罐的最低值较为合适与大项目实施。1号罐的详细试验进料数据及产气量见附表一，原始进料数据见附件二。3.3测定项目及方法TS值：烘干法测定：定义：又称干物质浓度，指将一定量的原料放置在100105烘箱内，烘干至恒重，烘干物质占总重的百分比。单位：%分析方法：重量法-中华人民共和国城镇建设行业标准1、 主要内容与适用范围本标准规定了渗沥水总固体测定中蒸发、干重和称重的方法。本标准适用于从生活垃圾中渗出来的液体。2 、原理用已知质量的具盖蒸发皿盛放确定体积的渗沥水试样，先置于水浴锅上蒸发至干，后移入干燥箱内在103-105C烘箱内烘至恒重，蒸发皿增加的质量即为总固体。3、仪器、设备3.1分析天平：分度值0.1mg，最大称量200g。3.2干燥箱：最高工作温度300C。3.3干燥器。3.4具盖蒸发皿：100ml。3.7称量蒸发皿用手套：白色细沙手套。4、样品供总固体测定的渗沥水实验室样品量应包括总溶解性固体与总悬浮性固体测定时的用量，总计约需500ml，采样后应尽快测定，否则用聚乙烯或玻璃瓶贮存在温度为2-5C处，最长保存时间为24h。5、步骤5.1将洗净、编号的蒸发皿（3、4）置于干燥箱内，在103-105C烘约1h，放入干燥器内冷却30min，称重。再烘30min，冷却，称重，直至恒重（至两次称重相差小于0.4mg）。5.2用移液管（3.5）吸取50.0ml摇荡均匀的样品溶液，放入已恒重的蒸发皿中，置于水浴锅（3.3）上蒸发至干后移入干燥箱内，与103-105C烘1h，在干燥器内冷却30min，称重。重复烘干、冷却、称重，直至恒重（至两次称重相差小于0.4mg）。5.3如采取的样品在保存期内发现有悬浮物淫凝聚而沉降，要用较量过的50ml量筒量取经充分摇匀的试样入已恒重的蒸发皿中。以下操作同5.2。6、结果侧表述式中 W1-空蒸发皿质量，g； W2-空蒸发皿及总固体质量，g； V-渗沥水试样体积，ml。7、精密度对总固体含量为1000-2400mg/L的渗沥水样品，经5批平行双样测定的相对偏差小于0.5%。分析总固体含量为2358.7mg/L和1069.8mg/L的渗沥水试样，分别分成两批，每批测定5次的相对标准偏差分别为0.37%、0.59%和0.67%、0.87%。VS值：灼烧法测定：pH值：pH计测定：沼气量：湿式沼气流量计直接显示4实验结果本次试验结果表明，马铃薯渣的最佳反应周期在20天，在20天的反应周期内pH置稳定，产气率稳定。每吨TS含量为13.51%的鲜马铃薯渣的产气量为101立方。实验人员签字：报告日期：2012年5月25日附件一：进料数据整理表反应罐1日期进料天数 预算每日投入量实际每日投入量累计投料量温度计温度加热时间 正常温度增加测量时间 沼气表累计数沼气每日产量实际测量值投入的原料量 (Kg）累计投料量(Kg）累计投入产出比3.29158838恒温110点002.272.273.3025.25.413.239恒温110点002.344.613.3135.3619.539.9恒温110点15002.417.024.0145.55.52540恒温110点4252752.489.560.544.0255.65.630.641恒温110点7713462.5612.0681.164.0365.85.836.442恒温110点11864152.6314.6998.344.0476.0642.443恒温110点16484622.7117.4112.24.0586.16.148.644恒温110点20043562.820.2115.24.06停电停电停电停电停电停电停电停电2270266020.2112.44.0796.36.354.945恒温110点24691992.8823.08122.24.08106.56.561.446恒温110点26161472.9726.05113.34.09116.76.968.347恒温110点28252093.0529.1108.44.10126.96.975.248恒温110点31082833.1532.25106.84.11137.17.18449恒温110点33442363.2435.49103.74.12147.37.391.350恒温110点35782343.3438.83100.84.13157.67.698.951恒温116点38622843.4442.2799.464.14167.87.8106.752恒温115点40952333.5445.8196.884.15178.08.0114.753恒温110点3042972023.649.4193.84.16188.68.6120.754恒温110点3045042073.8953.391.164.17199.19.1129.855恒温012点47642604.1557.4589.384.18209.79.7139.655恒温011点50823184.4361.8888.464.19210.00139.655恒温011点5363281061.8886.674.202210.410.4150.055恒温010点55742114.7266.690.084.212311.111.1161.155恒温09点2058983245.0471.6488.564.222411.811.8172.955恒温010点3065176195.3777.0190.974.232513.413.4186.355恒温010点3074749576.1183.1297.054.242614.314.3200.655恒温010点3080655916.5289.6497.034.252715.315.3215.955恒温010点89849196.9596.59100.24.262816.316.3232.255恒温010点98178337.42104101.64.272917.417.4249.655恒温010点30107068897.91111.9102.94.283018.618.6268.255恒温010点101180310978.44120.4105.54.293119.819.8288.055恒温010点127899869129.4106.34.303219.819.8307.855恒温016点1406512769138.4108.75.013321.121.1328.955恒温011点30147356709.6148106.55.023422.522.5351.455恒温015点3016141140610.24158.2109.15.03352424375.455恒温010点3017280113910.93169.1109.25.043625.625.6401.055恒温010点3018538125811.65180.8109.65.053727.30401.055恒温010点301958710490180.8108.35.063831.131.1432.155恒温010点301977018314.14194.9109.45.073933.233.2465.355恒温014点3021109133915.09210108.35.084035.435.4500.755恒温011点4022521141216.09226.1107.25.094137.837.8538.555恒温010点4023882136117.16243.3105.65.14240.340.3578.855恒温010点4025184130218.31261.6103.55.11434343621.855恒温010点4026744156019.53281.1102.25.124445.845.8667.655恒温010点3028750200620.83301.9102.35.134548.948.9716.555恒温012点30561181123.6325.5101.25555恒温011点4032230166925350.599.015555恒温011点3034202197225375.597.575.1648500816.555恒温011点3669724950375.597.725.1749500816.555恒温011点3803613390375.5101.35555恒温011点3855351710385.5102.75.19515040886.555恒