免费文献传递   相关文献

从乳清及剑麻叶汁制取沼气的研究



全 文 :第 3卷 第 2期 V o l.3抽 2
1 98 2年 9月
热 带 作 物 学 报
C HI NS E E JU R O NALR T F OP OC IC R L A OS S Pe Pt
.
1 98 0
从乳清及剑麻叶汁制取沼气的研究
贺鹰传 方日明 司徒华
(华南热带作物产品加工设计研完所 )
摘 要
天然橡胶加工厂的乳清和剑麻纤维加工厂的剑麻叶汁是两种工业废水。 分析结果表明乳清和
剑麻叶汁的平均化学耗氧量 (C OD )值分别是 1 7, OOOP p m和 70 , 0 00 p p m . 研究利用这 两 种废水
生产沼气 , 其结果如下 :
批量发酵的结果指出二者的发酵周期是12 、 16 天 , 一立方乳清一般可发酵产生含甲烷 55多左
右的沼气 8 ~ 拍 m “ . 一立方叶汁产35 ~ 45 m “ 沼气 。 室温 ( 30 ℃上下 ) 乳清发酵的产气 率 是 2 升
/升 · 日 , 剑麻废水 ( 叶汁 ) 的产气率为0 . 5、 0 . 8升 /升 · 日 ; 在 3了℃恒温下乳清发酵产气 率 为 3
升/升 · 日 , 剑麻废水产气率提高到 1 . 1一 1 . 8升 /升 · 日 。 在 5 nI 3池扩大试验中 , 自然 温度下 剑
麻废水的产气率可达 0 . 5一 0 . 7 , , / m 3 · 日 .
前 . 咭 j~ `p习
沼气是一种可再生的生物能源 。 沼气的发现和应用 已有较长的历史 , 但真正为人们所 重
视仅是近二十多年的事 。 特别是近年来由于粮食危机 、 能源危祝育环境污染 , 沼气技术引起
了世界性的关注 。 我国在农村应用秸秆 、 人畜粪便作原料 , 建设小型沼气池发酵生产沼气供
应农民家庭所需的能源方面作了大量工作 , 积累了较多的经验 。 而在利用农产品加工业有机
废水生产沼气以补充生产所需能源方面的工作作得较少 f ` 〕。
沼气作为一种能源用于橡胶 、 剑麻纤维的干燥 , 国内尚未见报道 。 1 9 8 1年马来西亚曾报
道应用油棕废料生产沼气供标准胶烘干用 。 采用沼气后每公斤干胶成本降低 2 马 分 〔 , 〕。 我
们从 1 98 0年开始研究用标准胶和剑麻加工厂的废水 ( 乳清和叶汁 ) 制取沼气的工艺 , 企图由
此解决标准胶和剑麻纤维干燥所需的部分或全部能源 , 并减轻废水对环境的污染 。 本文报道
1 9 8 1年研究工作的部分结果 。
本文于 19韶年 4 月 2 1日收到。
. 本项工作得到广东省湛江农垦局和国营东方红 、 五一 、 火炬 、 红卫 、 古华等农场的支持 , 特此致谢 。
参加本项试验具体工作的 , 还有东方红农场的邓红 、 李弘林同志。
了 8热 带 作 物 学; 报 卜 、 8卷
材 料 和 方 法
(一 )试验装置
用于沼气发酵的小型试验装置采取了两种形式 。
皮塞上钻两个孔 , 分别插入玻璃管 , 深入液面
下的为进料 、 出料管 , 位于液面上的为沼气排
出管 ( 图 1 ) 。 试验玻瓶分别查予室温或恒温 ·
水槽中。 第二种为不锈钢制戊的 10 0 升 圆柱形
装置 , 直径 30 厘米 , 高 17 4厘米 , 发酵 液 装填
至 1 42 厘米处为 1 0 升容积 , 发酵液定时以微型
泵循环搅拌 ( 图 2 ) 。 扩大试验所用发酵池 ,
采用浮罩式圆柱形池 , 容积 s m “ , 以污 水 泵
定时循环搅拌 。
( 二 ) 发酵材料采集
第一种用 10 升小 口玻璃瓶 加 橡 皮 塞 ,
自控加盗轰置
黔 扭渔水摺
图 1 1D 升沼气发酵试验装置示意图
实验用的标准胶废水 ( 乳清 ) 取自广东省湛江垦区五一 、 红卫 、 南华及火炬等国营农场
1 1 -
!
一 , 一刊
_
}
的标准胶加工厂 。 采集方铸是 , 从肤乳凝固槽取
未掺洗涤用水的乳清 , 盛入 25 公斤容积小口塑料
桶中运回实验室 , 室温放置备用 。 剑麻加工废水
( 叶汁 ) 取自同一地区的东方红和火炬农场的剑
麻纤维加工厂 。 采集的方法是 : 采刮麻后从麻渣
中流出来未掺洗涤用水的叶汁 , 盛入塑料桶运回
备用 。
两种材料运到实验室后分别测定其 p H 值 、
C O D值 、 挥发酸含量 、 总固体和碳氮比 。
(
、三 ,菌种 、 . 起动和运行
图 2 10 0升沼气发酵试验装置示意图
处淀积的污泥 (下简称二号污泥 ) 。
菌种所用污泥采自火炬农场剑麻叶汁淤积处
的污泥 (下简称一号污泥 )和湛江市郊污水汇集
污泥采回后分装入 10 升瓶 , 每瓶加入污泥 5 升及乳清 1 . 5升或剑麻叶盼公策邵 升 、 , 加水至
总容积为 8 升 。 玻璃瓶分别置于室温 ( 试验期间的室温 , 日间温度一般都在 30 ℃以上 , 但试
验后期昼夜间温度变化幅度较大 ) 和恒温 ( ” 7℃ ) 水槽中 , 约经半月狱间 , 待装罩起动、 运行正常后 , 按试验要求投料 , ` 观察不同进料量与产气的关系 , 逐日记录产气量 , 测定气体成
分 、 排出消化液的 p H值 、 C O D值及挥发酸含量 。 : 、 、 、 . 、 . 、 、
2期 贺鹰拎等 :从乳清及剑麻叶汁制取沼气的研究
1 0升袭置加入二号污泥 3 0公斤和其他试验装置排出的消化液 , 加至 1 0 升处 , 待装置起
动运行后 , 按试验要求加入废水 , 并定时用微型泵搅拌 , 同上述 10 升装置一 样 测 定 各种参
数 。
5 m 3发酵池投入 1 , 50 。公斤二号污泥 , 加水至 5 m 3 , 每周加入剑麻叶汁 75 公 斤 , 进 行
沼气菌种的富集培养 , 待发酵池起动 、 产气正常后 , 进行连续发酵 。 投料后用污水泵搅拌混
匀 。
( 四 ) 分析方法及设备
1
.
p H值用25 型酸度计测定多
2
。 沼气量记录采用 S Q L一 1型湿式气体流量计 ,
3
。 气体成分采用 Q F一 1 90 气体分析仪及气相色谱仪测定 ,
4
。 化学耗氧量 ( C O D ) 测定采用重铬酸钾法 多
5
. 挥发酸含量 ( 以醋酸计 ) 于采用半微量马氏蒸馏器蒸出后滴定 。
结 果 与 讨 论
( 一 ) 发酵材料的理化性状
1
。 制胶乳清 乳清一般是呈淡黄色或微带乳白色的浑浊液 。 针对乳清发酵制取沼气必
须掌握的几个参数进行了分析 。 乳清的 p H值 , 除个别样品因掺入了洗涤用水 , P H 值达到 6
以外 , 其余的均变化于 p H 4 . 8~ 5 . 2之间 ; C O D值 ( 10 次采样平均 ) 为 1 7 , 13 3毫克 / 升 , 最
高的达 30 , 。0 毫克 / 升 , 最低的为 7 , 0 0 毫克 / 升 ; 挥发酸含量平均为 3 , 50 8 p p m , 最 溉的
1
,
30 0P p m
, 一般在 3 , 0 0P p m 以上 , 挥发酸含量高的 , C O D值亦高 。 分析结果 表 明 : 乳清
成分因树龄 、 品系 、 鲜胶乳干胶含量 、 季节和不 同加工厂而不同 。 乳清的上述几个性状变动
的幅度是较大的 。
2
. 剑麻叶汁 剑麻叶汁 ( 以下简称麻水 ) 含有大量叶自细胞 , 富含 叶 绿 素 , 呈浓绿
色 , 沉淀后的上清液为黄色 。 鲜麻水 p H值为 5 一 6 , 放置后迅速发酵变酸 , 24 小时后酸度
降到 p H 4 以下 , 其 C O D 值一般为 7 0~ 9 0克 / 升 , 总固体 6 ~ 7 . 5% , 挥 发 酸 4 , 0 0 0 ~ 6 , 0 0 0
p p m
, 碳氮比在 2 6 : 1 到 4 4 : 1 间变化 , 平均为 3 2 : 1 。
( 二 )乳清和麻水的批量发酵
在 36 ~ 37 ℃恒温条件下进行了批量发酵 , 试验从投料后 , 开始逐日记录产气量 , 从投料
开始至产气量接近零的日数为一周期 , 结果见表 1 。
从表 1 可以看出乳清的发酵周期因投料量的不同而变化 , 约 12 一 16 天 , 但均在投料后第
二 日即出现产气高峰 , 投料80 克 c O D的试验 1最高产气量为 9 升 / 日 , 占整个产 气周期产气
量的20 % , 从第三日起产气量急剧减少 , 到第七 日产气量降至 1升 / 日 , 然后缓慢减少 , 到
第十六 日气体流量计 已不能测出产气量 。 投料 52 克 C O D 的亦类似 , 最高 日产气量为 6 . 6升 /
8 0热 带 作 物 学 报 3卷
日 , 亦占整个产气周期产气量的 20 % , 到第七 日产气量降至 1升 / 日以下 。 麻 水 的 C O D值
高达 70 ~ 90 克 / 升 , 投料过多 , 挥发酸含量太高时 , 发酵受到抑制 , 如表 1 投料 1 6 5 . 6克 C O
D 的处理 , 到第二 日挥发酸浓度便高达 12 , OOOP p m , 业继续升高 , 到第四 日发酵受到 完全抑
表 1 乳清及麻水批量发酵情况补 ( 10 升瓶 , 发酵容积 8 升 )
睿斡 投 料 量 产气周期 产气高峰出 最高产气 总产气量每克 C O D C O D 备 注孚L清 (克 C O D / 瓶 ) ( 日 ) 现日期 量 ( 升 ) ( 升 ) 平均产气 去除率乳清 (升 /克 ) ( 拓 )
麻水
麻水 80 18 投料后第二日 9 4 5 ` 0 .石6口 8 2 ’ 两天后挥发醛
5 2 12 投料后第二日 6 . 6 3 3 。 0 . 63吞 1那 “ 浓度达 12 , 0 01
16 5
.
6 到第四 日发酵投料后第二日 1 . 36 2 9 . 1 0 . 6 73 9 g r p P m
4 3
.
2 受到完全抑制投料后第二日 5 . 7
16
`
. 本表是华南热带作物学院罗利民 、 袁小龙毕业论文的实验材料。
制 , 产气停止 。 投料43 . 2克 C O D的试验 4
量的 1 9 . 6% ,到第六 日产气量下降至 0 . 8升
/ 日 。 但麻水不同于乳清的是到第十日又
回升至 2 升 / 日 , 形成第二个高峰 , 然后
逐步下降 , 到第十六 日停止 ( 见图 3 ) 。
分析产生第二个高峰的原因是麻水不 同于
乳清 , 乳清中不溶物甚少 , 糖类等迅速分
解为挥发酸等低分子化合物转化为甲烷 ,
而麻水中除部分溶解固体如糖类能迅速分
解为挥发酸等低分子化合物外 , 尚有60 ~
70 % 的悬浮固体 ( 如叶细胞组织 ) , 要经
过 6 ~ 7 天的微生物降解 , 才 能 分 解为
低分子化合物转化为 甲烷 , 而形成第二个
产气高峰 。 乳清 、 麻水批量发酵产气曲线
如图 3 。
, 最高 日产气量 5 。 7升 / 日 , 占整个产气 周 期 产气
斑浦 . . . . 口
寡水 O ~ . 0
fO夕678,432,
(它喇护长
4 8 f2 万6旧 )
(三 )连续发酵 、 不同负荷与
产气量的关系 图 3 乳清 、 琳水批量扮料产气曲线
根据乳清 、 麻水两种发酵材料的特点 , 分别进行了不同负荷与产气量关系 的连续发酵试
验 , 结果如下 :
1
. 乳清连续发酵 鉴于生产标准胶时每吨干胶加入 15 ~ 18 公斤凝固用醋酸 , 乳清中挥
发酸含量较高 , 产 甲烷的微生物能直接将醋酸转化为 甲烷 , 因之乳清投入发酵装置后 , 同其 ,
他发酵原料如猪秆 、 牲畜粪便需将复杂的有机物分解为简单的挥发酸或醇类后才能转化为甲
烧的情况不同 。 乳清作为发醉原材料具有产气快 、 甲烷含量高 ( 60 % 以上 ) 的特点 。 为探讨
2 期 贺鹰拎等 :从乳清及剑麻叶汁制取沼气的研究
其连续发酵的适宜 日投料量 , 在室内自然温度 ( 30 ℃上下 ) 和恒温 ( 37 ℃ ) 条件下进行了试
验 。
( 1 ) 自然温度 、 不同负荷量连续发酵试验 : 部分结果列入表 2 。 从表 2 可以看出在室
内自然温度下 , 尽管有昼夜温差 , 气温不稳定 , 但随着投料量的增加产气量 亦 随 之 增加 ,
C O D去除率则随着投料量增加而有所降低 。 投料量与产气率的关系如图 4 。
( 2 ) 恒温 ( 3 7 ℃ ) 、 不同负荷量连续发酵试验 : 部分结果 ( 表 3 ) 表明 , 恒温下与室
内自然温度下一样 , 随着投料量的增加 , 产气至亦增加 , 而 C O D 去除率则降低 。 因 温 度 的
提高 ( 37 ℃ ) , 日投料 60 克的处理较室温产气率高 1 3% , 日投料 20 ~ 4 0克的产气率与室温的
差别不大 。 投料量与产气率的关系见图 4 。
表 2 室温下不同负荷与产气量的关系 ( 发酷液 p H值维持在 6 . 9~ 7 . 4间 )
总进料量 总产气量 平均产气量 每克 C O D C O D 产气率 际准
(克 C O D ) ( 升 ) (升 / 10 升 · 日 ) 平均产气 去除率 (升/升 · 偏差荟
( 升 ) ( 男 ) 一 日 )
16 0 10 3 12
.
9口 0 . 6 4 5 9 4 . 5 1 . 2 9 1 . 8 9 ’
32 0 1丫2 2 1 . 50 0 . 5 26 7 7 . 1 2 . 15 2 . 2 0
81 0 4 4了 2 2 . 35 0 . 55 3 81 . 1 2 . 2 4 2 . 7 0
11达0 5 0 3 2 6 . 哇了 0 . 44 1 6 4 . 7 2 . 6 5 6 . 6 6
进料量
(克 C O D /土0升 · 日 )
2 0
4 0
4 0
.
5
6 0

_
}
0
.
44` 46 4
.
7
份 以每日产气量求标准偏差及变异系数 .
如认 r夕 。 C ) 司. ~一 ,
定汽 临 。℃亡右 ) C卜 ~一 O .

多乙32,
(垃·芝生怜妒板
表 3
聋 Z J 浮 5 6 (克 )
视粼滋克C口动姆·日
图 4 不同负荷与产气率关系
恒温 ( 3了℃ ) 下不同负荷与产气量的关系 ( 发酵液 p H值维持在 6 . 9、 7 . 6间 )
二后孟奋省介 每克 C口D }L c O D {’ 声气率 l公、* }六昌
: 五万拐显 . “告、 }平均产气量法除率 (I升 /升 · {,甚卷霉履蒙、 2 洛 / 二 。 了 l 卜 J / 1 1 丫 } 、 l / 乙斌 、 ! 仁 1 、 l 讨i七 .亡` ` ;刁叹 ; g人一— 一卜 ,一 {~ }一 l— 、卜“ · 8 8 } “ · 59 4 ” 7 · ’ : 川 )“ · ’ 4 产6 · 3洲 · 断 。 · 艺。 “ , 了4 · “ } 2 · 。“ }` · ”钊 ” · a刀` · 1u } ” · 52D {不歇 6 …` ” · ” ` .1 6 {“ · “
: 刃. 一竺、 .一生少 一 {:瞥尧: } 5· ” ,`针煲.黔 ,
进料量 试验总进料量之理号 (克 C O D八 0 日数 (克 C O D )
_
_
L 升 · 日 )
{
{一 2。 { 8 1 601 4 0 8 32 0
I … 8” 19 11 40至
}
12 1
.
5 12 1
`乏5 8
开 …
势同表 2
( 3 ) 室温 、 10 0升发酵装置不同负荷连续发酵试验 : 其结果 ( 表 4 )如 同 10 升装置 ,
8 2 热 带 作 物 学 报
即随着投料量灼提高 , 产气率相应提高 , 但 比 10 升装置低 。 超过一定投料量后 ,
不 明显 , 而 C O D去除率则大为降低 。
表 4 室温下 10 住升容积不同负荷与产气量的关系 ( 发酵液脚值维持在 6 . 9、 了. 才间 )
3 卷
产气率提高
偏一:1剐乐、fù勺自,门心每 克
C 。 ! C O D
率)除不ù去(一产丫州
升气·
ù一5708341一
一翔一妇芦一黑850试验 日数
8
8
19
平均产量签 补釜 (
八 O 升 D平均 变异系数日 )
11 4 4
1 7
.
4 7
1 8
_
0 3
产气 率〔升 /升 ·
日 ) 瞥…
8 3
·
5
{
’ · ’ 婆
8 5
.
5 } 1
.了5
6 8
.
8 { 1
.
8 0
18
.
4
1 4
.
5
2 1
.
1
洲ù一币州创州一
井 总产气量以 1 0口升容积计 .
料 、 朴等为与表 2 、 表 3 比较 , 每天的进料量和平均产气量均以 10 升容积计算 , 即克 C O D八 0升 · 日 .
2
。 麻水连续发酵 麻水的总固体为 6 一 7 . 5 % , 含还原糖 2 %左右 , C O D值高 达 70 ~
90 克 /升 , 并含有草酸 , 放置后 p H值由 5 一 6 迅速下降到 4 以下 。 投料稍过量 , 便导致发酵
装置中发酵液 p H值下降 , 使麻水发酵受到抑制 。 恒温 ( 3 7 ℃ ) 条件下改变投料量 和 投料 次
数的试验结果列如表 5 。 结果表 明投入等量的原料 ( 2 4 . 5克 C O D 1/ 。升 · 日 ) , 分二次投放
的较一次投放的增加产气 2 . 了升 / 日 。 提高投料量 ( 38 . 5克 C O D l/ o升 · 日 ) , 并相 应地增加
投料次数 , 产气率继续提高 , 但 C O D去除率降低 ; 如再进一步增加投料量 到 犯 克 C O D八 。
升 · 日 , 产气率反而下降 , C O D去除率亦大幅度降低 , 表明投料量过多是不宜的 。
表 5 恒温 ( 3了℃ ) 下 不同负荷及投科次数与产气量的关系
…髯攀健侧筛平均产气阵克 c 侧 c o D I 产气率 { )量 (升 /切{. 平均 产 去除事 { ( 升 /升 }标准偏差 }变异系数胜少洲鲜一护 ( 丝一{一几一旦一2一卜一 {-一“ · 4 …” · 嘎漪 、 5 8二 { ` · `魂 ! 。 · 7 8了 } ” · 。0’ 泛 · ` …“ · 5 7了 i ” 4 · 6 } ’ · 4` J ” · ”。 o { e · 3 8
’ 8 · 5 } ”
· 连8 , ! 丁o · 5
{
` , 8 5
{
` · 52 } 8启0
16 } 0
· 只8 1 5 5 · , } 1
·
6。 } 1
· ’了乏; } 1 0
·
8
八”O们JIùnU乃UO曰J卫人O
,
四 、 不同接种物及调整原料酸碱度对产气量的影响
为探讨不同接种物 (污泥 ) 〔 2〕和调整发酵料 p H道对产气量的影响 〔 3〕 , 用一 号 、 二号
污泥作为接种物 , 在恒温 30 ℃和 37 ℃条件下进行麻水连续发酵试验 。 其结 果 列 如 表 6 、 表
7 o
这些结果指 出 , 在 30 ℃恒温条件下 , 无论发酵材料是否调整酸碱度 , 二号污泥均较一号
污泥产气量高 。 混合接种物的产气量较一 、 二号污泥单独使用 的低 。 麻水 以石灰乳调整酸碱
度后并不能提高产气率反而有降低的趋势 。 在 37 ℃恒温条件下 , 结果亦类似 , 混合污泥无一
定的规律 。 上述结果表明 , 适当选择接种物是必要的 , 对产气率有明显的影响 。 只要能适当
地控制投料量 , 即令发酵原料是酸性较强的物质也不影响发酵 池的产气率 。
月一 2 _期 贺鹰拎导 : 从乳清及剑麻叶汁制取沼气的研究 又日 3
表 6不 同 接 神 物 对 产 气 量 的 影 响 ( 名 0℃恒温 )
处 理 进料量 . 卜 _一 。 川 平毯 每克 ` C O D产气率 {标准 变异( 克C O D誉签 卜免梦科翼 岑量 ,叮乞暴, C O D 去除率 (升 /升…偏差 系数/ 1口升 · 目 乡口; 」、 夕记J _ / } /二 L 、 }、 ) T / I U丁厂平均产 ( 万 ) · 日)日 ) 一!一~ 、止止卜旦)一气 (升 )兰…一世一…竺 一…一 6 一竺-麻 I 2 1
.
1 55 1 3 1 5 g 6 6
.
40 p
.
30 5 4 4
.
7 0
,
8 4 0
.
6 3
· , 令. 8〔
水 一号污泥 6 . 了3 _
不 `调 l 2 1 15 I 异15 王名1 0 . 4 16 6 1 . 0 _ · 。、 8 1 0 . 96 11 . 0口
酸 二号污泥碱度 l 2 1 1 5 3 1吞 了1 4 . 了含 0 . 22 6 33 . 1 0 、 4 7 2 , 19 46 . 2 2
一 、 二号污泥混合
_ 麻 万 2 1 5 3 1 5 81 5 . 4 0 0 . 2 57 37 . 7 。 .舀4 0 . 8 3 : “ 5一 _争“水 一号污泥 1 3 15
调 艺15酸 V 15 11簇 了. 60 0 . 36 2 5次 1 0 . 丫6 0 . 9分 12为6
碱 二号污泥
度 砚 了2 }。
.
: 2 。
{— — l 0 . 48 0 . 了了 16 . 13一 、 二号污亏欣混合 4 · 8。 {} 3“ . ” …
,麻水分用石灰乳调酸碱度至中性和不调二组 。
表 了 不同接种物对产气量的影响 (川升瓶 , 3T ℃恒退 )
处 理 进料量 试验 总进料量 总产 平均 . 每克 C O D 产气率: 标准 变异俨
(克 C O D 日数 、克 气量 产气量 C O D 去除率 (升 /升一 偏差 系数八O升 · C O D ) (升 ) (升 1/ O升平均产 (拓 ) · 日 )日 ) · 日) 气 (升 )
麻 I 2 1 2 1 4 主 17 4 8 . 29 0 : 394 5 7 . 吕 0 ; 82 9 公、 了8 3 、 公、 4 5 -
水 一号污泥
不娜 、 1 2 8 2 1 58 8 2 6 9 土2 . . 8 0 、 咦6 7 6下. 土 1 。 2 8 0 . 87 3 之 、 J`;酸 二号污泥 : 产乡礼
碱度 皿 2 1 2 1 44 1 1 9 3 9 . 19 0 . 4 37 6 4 . 2 0 ,户19 1 . 50 C , B二、 ;一 :
一 、 二号污泥混合
} 丁 2 1 2 1 4 4 1 1了B 一仪 3 e 氏 3的 6.8 6 ` 0 : 83 右 1 . 2 0 - 。 .一 , . `
麻特 一号污泥 「 巴 ; 一 二 14 渗
,广 水 卜 ` ’ : ’ 几调 {酸 } V 2 8 2 1 石8 2 54
:
12
.谨 0 . 违3 1 时 . 3 、 双缸 一 廿. 勺9导、 1 一 、召` 2乐 ,
碱 二号污泥
度 取 2 1 2 1 科i 」 拓场 .T那 矶 3飞 6心. 9 0 . 了眼 、 产 士9: 4 》一 、 竺号污泥混合 .l ; 5冬. 丁
( 五 ) s m ’ ;麻水连续发酵产气情况
在上述小型试验的基础上 , 1 9 8 1年进行了 s m “ 池的扩大试验 。 发酵池加入污 泥 , 进行
菌种的富集驯化 , 约经两个月至发酵 池产气正常后 , 开始进行连续发酵试验 。 其结果列入表
8
。 、 一 ,. `
以 一 热 带 作 物 学 报 3卷
表 8 5’ m .沼气池麻水连续发酵情况
仁卜一 .L
` In民ù七 l,砚.川.门五`上刹)一082、少`/一noOU卜O几Q)I碑一`八0tl通ō左`
l
rf!
r
r
.
l
l
.
e
l了J
!池温 ( ℃ ) 投 料 量
( 克 C O D / 日 )
日平均产气量
( 升 ) 产( 升 /
气 率升 · 日 )

2 9一 2 8
2 7一 2 4
2峨一 2 1 . 6
3 5 00
5 23 0
I T5 0
1筋 0
19 88
2 8 36
.
3
54 6
.
9
6 2 3
.
2
每克 C O D平均产气 ( 升 ) ’
0
.
66 6
0
.
540
0
.
312
0
_
2 9 9
所获结果指出 , 池温是一个很重要的因素 , 池温29 ℃时 , C O D去除率在 80 %左 右 , 产
气率随投料量不同而在 0 . 49 ~ 0 . 7升 /升 · 日间 , 池温下降到 24 ℃时 , 产气率剧减 到 0 . 13 升 /
升 · 日 , 、 C O D去除率下降到 45 % 。 表明控制和保持发酵池的温度是获得高产气率的 重 要 条
件 , 是建池时必须考虑的因素 。
结 语
通过两年来的试验 , 我们有如下认识 :
1
。 乳清和麻水是夭然橡胶和剑麻加工中排放的两种废水 , 均含有丰富的有机物质 。 两
种废水性状不 同 , ·但都可 以作为沼气发酵的 良好原料 。
乳清所含有机物绝大部分均溶于水 , 除少数乳清因胶乳凝固不完全留有少 量 橡 胶粒子
外 , 悬浮固体 、 沉淀固体极少 , 乳清中并含有醋酸 , 只要控制适当的投料比 , 在投料第二 日便
达产气的高峰 。 利用 10 升装置在室温下进行连续发酵 , 产气率一般可达 2 升 /升 · 日 ; 37 ℃
恒温下可达到 3 升 /升 · 日以上或更高 , 条件适宜产气率能到 5 升 /升 · 日 。 在 10 0 升装置连
续发酵试验中 , 尽管 10 月份进行试验时的昼夜温度变化较大 , 产气率也平均达到 1 . 2升 /升 ·
日以上 。
麻水的总固体一般高达 6 ~ 7 . 5% , 有大量的叶细胞组织和 2 %左右的可溶性 糖 , 极易
发酵产酸 , 进行招气发酵时要严格控制投料量 。 在 3。℃条件下产气率在 0 . 5一 。 . 8 升 /升 : 日
范围内、 温索提高到 37 ℃时产气率可升至 1 . 1~ 1 . 8升 /升 · 日 。 s m “ 大池 , 自然温度下 , 初
步试验产气率已达。、 5 ~ 0 . 7升 /升 · 日 , 改进管理条件有进一步提高的可能 。
按乳清废水平均 C O D值为 17 克 /升 , 去除率为 90 %计 , 每立方米乳清可产沼气 8一 10 m 名
( 以含甲烧 5匕%计奋下同 ) 。 麻水以平均 CO D值为 70 克 /升 , 连续发酵 C O D去除 率为 70 一
幼%讯 每立方米麻水可产沼气 “ 5一 4 s m ’ 。 按 “ m ` 沼气约相当于 1 公斤柴油钩发热量计 ,
则每立方米乳清的发热量相当于 5 公斤柴油 , 而每立方米麻水的发热量相当于 17 ~ 20 公斤柴
油 。 在我国农场燃料供应紧张的条件下 , 如何利用「这两种废水的生物能源并消除废水对环境
钾乓染弓是当务拙一 ` , 一 、 ` 一 于, 「 一 : ,泛; 了又声米界沛和寒水两者鼻大且赛抓集中 ; 便于利用 , 又周是械体下 可以泵送 , 故进行沼气
发酵需要劳力不多 , 就既可解决标准胶和剑麻纤维烘干所需的部分或全部能源 , 又可减少废
2 期 贺鹰拎等 :从乳清及创麻叶汁制取沼气的研究
水对环境的污染 , 而且排出的消化液为中性 , 是一种良好的液肥 , 可作为橡胶及 剑 麻 的水
肥 〔` 〕 ,
3
. 本报告的材料尚属初试 , 经过进一步研究并完善其发酵工艺 , 在大型池中 , 产气率
可望达到 1 升 /升 · 日以上 。 如达到这一产气率 , 建池投资能在 2 一 3 年内回收 。
4
。 排出的消化液如 因运输原因不作水肥 , 则可考虑建立曝气池 , 让排出的消化液在氧
化塘 ( 一级塘 ) 中进一步氧化 , 使残余的有机物无机化 , 然后再排入二级塘 , 种植水生能源
植物如假水仙 、 水浮莲等 以吸收其中矿物元素 , 待达到国家规定的二类工业 污 水 排 放标准
C O D值 1 0 毫克 /升 以下时再排放 。 这些水生植物 , 可 以作为饲料 , 也可以打浆加入发酵池作
为发酵原料 , 完成一个生物循环声 〕。 大的标准胶厂和剑麻加工厂也可 以先利用废水生 产 单
细胞蛋白 〔” ’ “ 〕, 然后再将压滤出的废水发酵生产沼气 , 以达到进一步综合利用的目的 。
参 考 文 献
〔 1 〕 刘克鑫等 , 19 T8 : 沼气发酵研究现状 . 沼气 ( 资料汇编 ) 第三集 , 科学技术出版社重庆分社 . 1一 9 页。
( 2 ) 西南师范学院生物系沼气科研组 , 19 7了: 沼气发酵的条件试验 . 沼气 ( 资料汇编 ) 第二集 , 科学技术出 版社 重庆
分社 , 61 一 64 页 。
( 3 〕 徐曾符 , 19 8 1: 沼气工艺学。 农业出版社 , 8 1一 82 页 。
〔 4 〕 四川省农科院土肥所 , 1 97 8 : 沼气肥效和应用的调查研究 . 沼气 ( 资料汇编 ) 第三集 , 科 学技术 出版 社 重庆分
社 . 10 一 14 页 。
〔 5 〕 贺鹰拎 . 19 9T , 对热带作物资源利用及加工业现代化中一些问题的探讨 . 热带作物现代化学太讨论会资料选编 , 中
国热带作物学会编 , 1 9吕0 , 14 8一 1 5 1页 。
〔 6 〕 藏向莹等 . 19 81 , 利用咬清废水培养自地霉作蛋白饲料 . 热带作物学报 , 第 2卷第 1期 . 101 一功幼贯 .
〔 7 〕 T五e P la n t e r . 1马81 , V o l . 67 , N o . 6 5 8 , 5 1一5 2页 .
s 6热 ` 带 作 物 学 报 , 3 卷
p ROOUC T二ON O户 、B IO G A S F ROM L AT亡X SE RUM
AND S皿SAL L EA F J U召C E
H e Y i n g t
u a n F a n g R im i n g S i t u H
u a
( S
o u t h C五i n a T r o p i e a l C r o p P r o d u e t : P r o c e s s i n g
a n d D e s i g n i n g R e s e a r e h In s t i t u t e )
A b s t r a e t
T 五e l a t e x s e r u 皿 f r o m r u b b e r P r o e e s s i n g f a e t o r i e s a n d t h e s i s a l l e a f j让 i e e f r o m s i s a l
f i b r e f ` e t o r i e s a r e t w o k i n d s o f i n d住 s t r i a l e f f l让 e n t s
.
A n a l y s i s o f e f f l u e n t s s h o w s t il a t
t h e a v e r a g e C O D v a l u e s o f t h e l a t e x s e r u 垃 a n d s i s a l l e a f j u i e e a r e I T , 00 n p P tn a n d 70 ,加仓
p P m r e 昌 P e e 上i v e l y . B o t五 e f f l u e n t s w e r e u s e d t o s t u d y t h e p r o d u e t i o n o f b i o g a s . T h e
r e s u l t s Ob t
a i n e d a r e a s f o l l o w s :
T h e b a t e h 也 e t h a n e f e r m e n t a t i o n w i t h t h e s e e f f l u e n t s e o v e r s a p e r i o d o f 12一 16 d a ·
y s
.
l m , o f s e r u m p r o du e e s s 一10 m , o f b i o g a s e o n t a i n i双 9 a b o u t 56拓 m e t h a n e . w h i l e
l m 名 o f s i s a l l e a f j u i e e p r o d u e e s 3 5一 4 5 m a o f b反o g a s . A t r o o m t e m p e r a t u丫 e ( a b o u t 3 0℃ ) ,
t。。 g a s p r o d u e t i o 。 r a t 。 。 r s e r o m f e r m e n t a t i o n 15 2 1/一d 。 。 d t五。 t 。 f : i s a l l e a f j滋c 。 15
0
.
5一 0 . 8 1八 . d . A t t五e e o n s t a n t t e 过P e r a t u r e ( 3 T℃ ) . t五e g a s P r o d u e t i o n r a t e o f s e r 住皿
f e r m e n t a t i o n r e a e h e s 3 1/ l
.
d a n d t h a t o f t h e s i s a l l e a f ju i e e i n c r e a s e s 上0 1 . 1一 1 . 8 1/ 1 . d .
I n a 5 nr . a 红 a e r o b i e d i g e s t i o n t a 皿七 a t a 也b i e n t t e 边 P e r a t u r e t h e g a s p r o d u e t i o n r a t e o f
, i s a l l e a f i
: : i e e f e r nz e n t a t i o n 15 0
.
5一 0 . 7 m . / m , . d .