1、 1 / 11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2 / 11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 .63 / 1
2、1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
3、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。4 / 11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）2.3 中试工艺流程图2.4 实验原理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5 / 1
4、1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,%) 2
5、3.51% 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4 PH 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 PH6 / 11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
6、，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
7、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。7 / 113.3 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 1
8、03-105C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 V10W)/(62）（总 固 体 L
9、mg式中 W 1-空蒸发皿质量，g；W2-空蒸发皿及总固体质量，g； 8 / 11V-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。9
10、 / 11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3.29 1 5 8 8 38 恒温 1 10 点 0 0 2.27 2.273.30 2 5.2 5.4 13.2 39 恒温 1 10 点 0 0 2.34 4.613.31 3 5.3 6 19.5 39.9 恒温 1 10 点 150
11、0 2.41 7.024.01 4 5.5 5.5 25 40 恒温 1 10 点 425 275 2.48 9.5 60.544.02 5 5.6 5.6 30.6 41 恒温 1 10 点 771 346 2.56 12.06 81.164.03 6 5.8 5.8 36.4 42 恒温 1 10 点 1186 415 2.63 14.69 98.344.04 7 6.0 6 42.4 43 恒温 1 10 点 1648 462 2.71 17.4 112.24.05 8 6.1 6.1 48.6 44 恒温 1 10 点 2004 356 2.8 20.2 115.24.06 停电 停电
12、 停电 停电 停电 停电 停电 停电 2270 266 0 20.2 112.44.07 9 6.3 6.3 54.9 45 恒温 1 10 点 2469 199 2.88 23.08 122.24.08 10 6.5 6.5 61.4 46 恒温 1 10 点 2616 147 2.97 26.05 113.34.09 11 6.7 6.9 68.3 47 恒温 1 10 点 2825 209 3.05 29.1 108.44.10 12 6.9 6.9 75.2 48 恒温 1 10 点 3108 283 3.15 32.25 106.810 / 114.11 13 7.1 7.1 84
13、49 恒温 1 10 点 3344 236 3.24 35.49 103.74.12 14 7.3 7.3 91.3 50 恒温 1 10 点 3578 234 3.34 38.83 100.84.13 15 7.6 7.6 98.9 51 恒温 1 16 点 3862 284 3.44 42.27 99.464.14 16 7.8 7.8 106.7 52 恒温 1 15 点 4095 233 3.54 45.81 96.884.15 17 8.0 8.0 114.7 53 恒温 1 10 点 30 4297 202 3.6 49.41 93.84.16 18 8.6 8.6 120.7 5
14、4 恒温 1 10 点 30 4504 207 3.89 53.3 91.164.17 19 9.1 9.1 129.8 55 恒温 0 12 点 4764 260 4.15 57.45 89.384.18 20 9.7 9.7 139.6 55 恒温 0 11 点 5082 318 4.43 61.88 88.464.19 21 0.0 0 139.6 55 恒温 0 11 点 5363 281 0 61.88 86.674.20 22 10.4 10.4 150.0 55 恒温 0 10 点 5574 211 4.72 66.6 90.084.21 23 11.1 11.1 161.1 5
15、5 恒温 0 9 点 20 5898 324 5.04 71.64 88.564.22 24 11.8 11.8 172.9 55 恒温 0 10 点 30 6517 619 5.37 77.01 90.974.23 25 13.4 13.4 186.3 55 恒温 0 10 点 30 7474 957 6.11 83.12 97.054.24 26 14.3 14.3 200.6 55 恒温 0 10 点 30 8065 591 6.52 89.64 97.034.25 27 15.3 15.3 215.9 55 恒温 0 10 点 8984 919 6.95 96.59 100.24.26
16、 28 16.3 16.3 232.2 55 恒温 0 10 点 9817 833 7.42 104 101.64.27 29 17.4 17.4 249.6 55 恒温 0 10 点 30 10706 889 7.91 111.9 102.94.28 30 18.6 18.6 268.2 55 恒温 0 10 点 10 11803 1097 8.44 120.4 105.54.29 31 19.8 19.8 288.0 55 恒温 0 10 点 12789 986 9 129.4 106.34.30 32 19.8 19.8 307.8 55 恒温 0 16 点 14065 1276 9 1
17、38.4 108.75.01 33 21.1 21.1 328.9 55 恒温 0 11 点 30 14735 670 9.6 148 106.55.02 34 22.5 22.5 351.4 55 恒温 0 15 点 30 16141 1406 10.24 158.2 109.15.03 35 24 24 375.4 55 恒温 0 10 点 30 17280 1139 10.93 169.1 109.25.04 36 25.6 25.6 401.0 55 恒温 0 10 点 30 18538 1258 11.65 180.8 109.65.05 37 27.3 0 401.0 55 恒温
18、0 10 点 30 19587 1049 0 180.8 108.35.06 38 31.1 31.1 432.1 55 恒温 0 10 点 30 19770 183 14.14 194.9 109.45.07 39 33.2 33.2 465.3 55 恒温 0 14 点 30 21109 1339 15.09 210 108.35.08 40 35.4 35.4 500.7 55 恒温 0 11 点 40 22521 1412 16.09 226.1 107.25.09 41 37.8 37.8 538.5 55 恒温 0 10 点 40 23882 1361 17.16 243.3 105.65.1 42 40.3 40.3 578.8 55 恒温 0 10 点 40 25184 1302 18.31 261.6 103.55.11 43 43 43 621.8 55 恒温 0 10 点 40 26744 1560 19.53 281.1 102.25.12 44 45.8 45.8 667.6 55 恒温 0 10 点 30 28750 2006 20.83 301.9 102.35.13 45 48.9 48.9 716.5 55 恒温 0 12 点 30561 1811 23.6 325.5 101.2
