固液分离对牛粪利用效果的影响.pdf

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1、第27卷2011笠第4期4月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．4Apr．2011259固液分离对牛粪利用效果的影响关正军，李文哲※，郑国香，毕兰平(东北农业大学工程学院，哈尔滨150030)摘要：预处理可以提高牛粪利用的效果，该文研究了利用螺旋压榨固液分离机对牛粪加水固液分离后固形物和分离液的纤维含量，固形物的热值、分离液的黏度和碳氮比。利用压块成型机对分离后固形物进行压块，为沼气发酵增温保温提供燃料，并将分离液与未分离的原牛粪进行厌氧发酵对比试验，结果表明，分离液发酵可提高甲烷产率，缩短发酵水力停留时间。在(35士2)℃条件下，原料挥发性固体含

2、量(VS)分别为4．86％和4．98％时，30％接种量，分离液的产气率比原牛粪提高32．68％。研究结果对高寒地区牛粪资源化利用具有参考价值。关键词：厌氧发酵，沼气，固液分离，牛粪，压块成型doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．04．046中图分类号：$216．4文献标志码：A文章编号：1002-6819(2011)-04-0259-05关正军，李文哲，郑国香，等．固液分离对牛粪利用效果的影响[J]．农业工程学报，2011，27(4)：259--263．GuanZhengiun，LiWenzhe，ZhengGuoxiang，eta1．Effectofsol

3、id-liquidseparationonutilizationofdairymanul屯【J】．TransactionsoftheCSAE，2011，27(4)：259--263．(inChinesewithEnglishabstract)0引言与其他动物粪便相比，牛粪厌氧发酵总固体含量(Totalsolid，以下简写为TS)甲烷产率低【l】，牛粪粗纤维含量多，占干物质百分比接近40％121，在中温发酵过程中，粗纤维在30d以内几乎不降解，为了保证湿法发酵料液的流动性，牛粪加水比例为1：1以上，TS在8％左右[3州，碳氮比过高，微生物活动所需要的氮源不足，微生物活性弱，产气效率低，发

4、酵设备利用率差[21，尤其在高寒地区为了维持发酵系统的温度和发酵速度就需要为系统提供足够多的热量，严重影响养牛场沼气工程建设的积极性。因此，研究牛粪的预处理，分离粗纤维生产成型燃料，分离液厌氧发酵生产沼气将对提高牛粪厌氧发酵效率、促进养牛场沼气工程建设具有重要意义。固液分离在提高畜禽粪便厌氧发酵效果和臭味控制方面作用显著【5棚，日本北海道大学的岩渊和则等人研究了牛粪固液分离机特性和分离液沼气发酵试验，得出分离液容积产气率远高于未分离原牛粪的结论，原因可能是经过固液分离处理后，分离液中微小的易分解的固形物含量增加¨J。目前为止，利用牛粪固液分离后固形物压块成型燃料的相关研究文献未见报道，

5、而利用作物秸秆生产成型燃料的文献较多，压块成型可以提高燃烧性能和储运性收稿日期：2010m8．17修订日期：2011．04-15基金项目：863计划项目(2007AAl00705)；国家科技支撑计划项目(2006BAD07A10)黑龙江省科技攻关项目(GZ098501)作者简介：关正军(1970一)，男，哈尔滨市人，副教授，主要从事生物质转化与利用方面研究工作。哈尔滨东北农业大学工程学院，150030。Emml：zhjguan@163．com※通信作者：李文哲(1955一)，男，哈尔滨市人，教授，主要从事生物质转化与利用方面研究工作。哈尔滨东北农业大学工程学院，150030。Email

6、：liwenzhe9@163．C01能，利用作物秸秆压块生产成型燃料成为当前生物质能源研究热点之一【8‘加】，与采用农作物秸秆作为成型原料相比，螺旋挤压固液分离后的固形物经过干燥后生产成型燃料，可以节约原料粉碎的能量消耗和原料运输费用，生产的成型燃料可以为分离液厌氧发酵系统增温保温提供热源。该文从对奶牛粪综合资源化利用的目的出发，在对固液分离参数优化的基础上[11】，用自行研制的螺旋压榨固液分离机对牛粪进行固液分离，利用分离后的固形物进行压块生产成型燃料试验；对分离后的液体进行物理参数测试，并将其与未分离牛粪在相同条件下进行中温厌氧发酵试验，探讨提高牛粪综合利用效果。1材料与方法1．1

7、牛粪固液分离试验1．1．1试验材料本试验所用牛粪取自哈尔滨市完达山奶牛养殖基地，新鲜牛粪TS约为15．57％。1．1．2试验设备分离试验所用的主要仪器设备如表l所示。表1固液分离试验仪器设备Table1Apparatusequipmemforsolid·liquidseparationexperiment仪器设备生产厂家螺旋压榨固液分离机ALC-4100．1型电子天平S脚m．oDT2234A型测速仪电子秒表101．1型电热鼓风干燥箱RJM-28