进料浓度对猪粪混合稻秆厌氧产甲烷特性的影响

为研究猪粪（Pig manure，PM）与稻秆（Rice straw，RS）的组配比例与进料的固形物浓度（Total solid，TS）对中温条件下厌氧产甲烷特性的影响，通过批次厌氧发酵试验摸清不同挥发性固体（Volatile solids，VS）比例（PM:RS=1:0、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、0:1）下的原料配比规律，并选择 VS 配（PM:RS=1:1、4:1）的混合原料开展进料浓度（TS=4.6%、7.1%、9.6%、12.1%）梯度提升的连续厌氧发酵试验。结果表明：批次发酵试验，VS PM:RS =4:1 的产甲烷性能表现最好，产 甲烷潜力（P 值）、反应动力常数（k）、最大甲烷速率（R m ）到达的时间（t max ）依次分别为 380.3 mL?g -1 VS、0.098 d -1 、37.2 mL?g -1 VS?d -1 、4.4 d。在水力停留时间为 30 d 时，VS PM:RS=4:1 的连续产甲烷性能表现更好。当进料浓度达到 12.1%时，甲烷产率、产甲烷潜力转化率和容积产甲烷率分别达到 354.8 mL?g -1 VS、93.3%、0.88 L?L -1 ?d -1 。但混合物料中猪粪比例越高，发酵系统的氨抑制风险也越高。在进料浓度达到 12.1%时，VS PM:RS=4:1 的游离氨浓度是 VS PM:RS=1:1 的 1.47 倍，达到 223.2mg?L -1 。研究表明，猪粪与稻秆混合原料 VS PM:RS =4:1（配比后的 C/N=22~23:1）时，可提高发酵原料转化效率和容积产甲烷率；同时，进料 TS 浓度低于 12.1%（OLR 为 2.87 g VS·L -1 ·d -1 ）可降低厌氧发酵中的氨抑制，保证沼气工程稳定运行。