畜禽粪便高温厌氧干发酵关键参数优化研究

本文在对国内外畜禽粪便处理技术广泛了解的基础上，结合我国畜禽粪便处理技术的现状及其发展，得出高温厌氧干发酵技术是及时有效处理畜禽粪便最有前途的新工艺。采用该工艺处理畜禽粪便没有恶臭产生，并无需加水稀释粪便、发酵后的产物无需脱水，同时可产生沼气，既治理了环境污染，又产生了新能源，并提供优质有机肥，从而取得综合利用效益。 综合分析厌氧发酵原理后，在前人单因素分析结果的基础上，本课题重点研究发酵温度、发酵原料的C／N比值和操作方法（有无搅拌）三个关键因素的改变对发酵前后物料的全氮绝对损失率和发酵过程中沼气总产量的影响。通过正交试验，可以建立关于全氮绝对损失率和沼气总产量的数学模型： y1=3.0695-0.5110（z1-52.5／2.5）+0.8792（z2-14.5／2）+0.2701（z1-52.5／2.5）z3 y2=8.6178+0.0918（z1-52.5／2.5）-0.1555（z2-14.5／2）+0.1890z3+0.0375（z1-52.5／2.5）(z2-14.5／2)-0.0415（z1-52.5／2.5）z3-0.0663（z2-14.5／2）z3 式中，自变量的取值范围均为： Z1∈[50，55]，Z2∈[12.5，16.5]，Z3∈｛-1，1｝ 其中，z1表示发酵温度，z2表示发酵原料的C／N比值，z3表示有无搅拌操作。 最后得出结论，当发酵温度为55℃、发酵原料C／N比值为12.5（发酵原料为猪粪不加入其它原料）、有搅拌操作时，高温厌氧干发酵的综合效果最佳。这一结论为进行畜禽粪便厌氧干发酵处理提供基础资料和参考数据。本文也对厌氧干发酵产物按11个因素指标进行模糊聚类，根据其特点分成五类，为进一步的有机肥料生产提供参考数据。