生物质炭对猪粪中温厌氧发酵产气特性研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

我国是生猪养殖大国。

近年来，我国养猪业得到快速发展，2014 年全年生猪出栏达到 73 510 万头，年末生猪存栏 46 583万头。

生猪饲养产生了数量巨大的粪尿排泄物，猪粪含固率高且含有高浓度有机物、氮、磷、致病菌和病原微生物等，未经处理或处理不达标排放至环境中会引发多种环境问题 [1] 。

2. 研究的基本内容和问题

1. 研究的目标和内容1.1研究低成本、简便、高效且环保的猪粪厌氧消化产气率促进方法，如何可以对规模猪场沼气工程的实际运行有应用价值。

1.2在控温351℃,150rpm摇床中进行厌氧消化反应，进行序批示猪粪厌氧发酵试验，研究不同种类生物质炭以及活性炭对猪粪中温厌氧发酵的产气特性。

2.拟解决的关键问题这次实验我主要要解决的问题是，研究出沼渣生物炭、麦秸生物炭和粉末活性炭分别对猪粪中温厌氧发酵的产气特性，为之后的工业生产生活提供实验基础。

3. 研究的方法与方案

1.实验材料 猪粪取自江苏金坛某养猪厂，ts为23.4%，vs为75.9%，总有机碳（toc）、总氮（tn）和总磷（tp）含量分别为 36.27%、2.05%和1.89%，c/n 为 17.69；厌氧接种泥取自南京农业大学实验室厌氧发酵反应器排出污泥，其ts为4.8%，vs为60.8%；沼渣生物炭，其由实验室自制；麦秸生物炭，购买的450℃烧制而成的商品生物炭；粉末活性炭，购买的粉末状活性炭。

沼渣生物炭制备：将猪粪厌氧发酵结束后沼渣于70-80℃烘干，并于研磨钵中研成粉末，将沼渣生物质粉末于坩埚中，盖上盖子，置于450℃温度的马弗炉中炭化4h；冷却至室温后取出，制得的沼渣生物炭备用。

2.实验设计 猪粪序批示厌氧发酵实验采用500ml厌氧发酵瓶做为反应器，实际反应有效容积为400ml。

4. 研究创新点

生物炭是由生物质在部分或完全缺氧的条件下经热解炭化产生的一类高度芳香化、较稳定且难溶性物质。

生物炭与活性炭理化性质相近，但价格低廉，近年来作为活性炭的替代品在土壤质量改善、环境污染阻控和污染修复等方面有广泛的应用。

目前，国内外只有少量报道针对生物炭添加对畜禽粪便厌氧发酵产气影响的研究，且结果并不一致。

5. 研究计划与进展

1.研究计划2017.122018.2 查阅文献，了解实验有关的内容。

2018.32018.5按照上述实验方案进行实验；完成实验，得出大量数据；结合大量文献资料分析数据，得出实验结论；总结实验结果并撰写论文草稿。

2018.52018.6完成论文并提交，老师审核后结合老师所给建议进行多次修改完善。