基于TG-FTIR技術(shù)的豬糞與稻草混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷特性研究
摘要:采用全自動(dòng)甲烷潛力測試系統(AMPTS)和熱重紅外聯(lián)用技術(shù)(TG-FTIR),對中溫(37℃)下豬糞和稻草按不同揮發(fā)性固體(VS)比例(1:0、0:1、2:1、1:1、1:2、1:3)混合發(fā)酵產(chǎn)甲烷特性進(jìn)行分析。AMPTS測試結果表明:稻草和豬糞混合比例為1:1時(shí),發(fā)酵協(xié)同作用最好,實(shí)際甲烷產(chǎn)量比理論值提高了9.78%。TG-FTIR分析表明:1:1發(fā)酵時(shí),殘渣TG總失重率為47.84%,明顯低于其它實(shí)驗組;DSC曲線(xiàn)在250—350℃和400—550℃有2個(gè)明顯放熱峰,且1:1時(shí)放熱量最少,說(shuō)明該比例下有機物消耗最多,底物利用性更好,發(fā)酵穩定性更高;FTIR分析表明發(fā)酵殘渣燃燒釋放氣體主要為水汽、CO2、NH3和少量揮發(fā)酸;200—350℃和400—550℃溫區下CO2的峰值差異說(shuō)明發(fā)酵中易消化有機物大量降解,殘渣中較難氧化的芳香族結構和木質(zhì)纖維素比例增加,發(fā)酵穩定性提高。研究結果闡明了混合厭氧發(fā)酵技術(shù)在農業(yè)廢棄物甲烷化利用中的應用潛力及TG-FTIR技術(shù)在發(fā)酵產(chǎn)氣特性及底物穩定性分析中的作用。
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