不同粒径稻草的漂浮特性和厌氧发酵产气性能研究

为提高稻草厌氧发酵产甲烷效益,试验采用批式厌氧消化,研究了不同粒径稻草(40目,20目,10目和5目)的漂浮特性和厌氧发酵性能,对其在厌氧消化过程中的产甲烷性能、粉碎能耗、经济效益以及失水漂浮层变化规律进行分析。结果表明:5目稻草的产甲烷性能和经济效益最好,50 gTS负荷下消化50 d后单位VS产气量为238.47 mL,分别比40目,20目和10目的稻草高出了11.40%,20.09%和9.96%。5目稻草的挥发性固体VS的去除率和纤维素降解率分别为68.65%和59.77%,均优于其他粒径的稻草。稻草粉碎能耗与粒径负相关,5目稻草的耗电量为42 kWh·t^-1,分别比40目,20目和10目稻草的耗电量降低了81.74%,61.82%和40.00%。每吨5目稻草产甲烷净收益为259.1元,比40目,20目和10目稻草的净收益分别高出了228.93%,66.36%和23.26%。在产气高峰期时各试验组失水漂浮层在12 h内达到峰值,随后逐渐下降,而在发酵末期漂浮层厚度增加速率变得十分缓慢。40目稻草形成的失水漂浮层厚度最小且不稳定。本研究提供了一种经济性较优的稻草粒径,对于合理安排搅拌频率、降低能耗成本提供了一定的数据支撑。