摘 要：为了探索水稻秸秆、牛粪和凹土共发酵过程中碳氮比的变化规律，寻找最合适的混合比例以提高甲烷产气速率。本实验采用正交试验的方法。实验取9组不同比例混合的水稻秸秆、牛粪与凹土，并在温度为（35 ± 1）℃的条件下厌氧发酵。分析厌氧发酵过程中甲烷含量变化、日产气量变化、累积产气量变化和碳氮比的变化。结果表明，碳氮比在厌氧发酵过程中逐渐降低。综合来看，当碳氮比为28左右时产气量高。60011

毕业论文关键词：水稻秸秆，牛粪，甲烷，厌氧发酵，C/N

Abstract：In order to explore the rice straw, cow dung and concave soil mixed fermentation of carbon nitrogen ratio change rule and find the most suitable mix proportion to improve the production rate of methane gas. This experiment adopts the method of orthogonal experiment. Experiment take 9 groups of different mixing ratio of rice straw, cow dung and concave soil, and the temperature is (35 ± 1)℃ under the condition of anaerobic fermentation. To analyze methane content change, daily gas production change, the accumulative gas production change and carbon the change of nitrogen ratio in the process of anaerobic fermentation. The results showed that the carbon nitrogen ratio gradually decrease in the process of anaerobic fermentation. Conclusion, gas production rate is high when the carbon nitrogen ratio is about 28.

Keywords：Rice straw, cow dung, methane, anaerobic fermentation, C/N

目  录

1 引言 5

2 材料与方法 6

2.1 试验材料 6

2.2 试验装置 6

2.3 试验设计 7

2.4 测定项目与方法 8

3 结果与讨论 8

3.1 CH4含量变化 8

3.2 日产气量变化 9

3.3 累积产气量变化 9

3.4 碳氮比变化 10

结  论 11

参考文献 12

致  谢 13

1 引言

随着畜牧业的迅速发展，粪便的产量大而集中，远远超过了粪便自然分解的能力，若不进行处理，必然会危害自然和其自身的发展[1]，在中国大约有1.4亿吨的禽畜粪便总资源干物质量[2]。同时我国作为农业大国，秸秆产量位居全球首位，大约占20%，尤其是水稻秸秆，在2005年产量为21129 万吨，在我国秸秆总产量中占25%[3]，主要集中在长江中下游地区，占我国水稻总产量的51%，华南地区占全国16%，西南地区占全国17%[4-5]。除了饲料、造纸以及造肥还田所使用的秸秆之外，大约还有3.7亿吨的秸秆能够作为能源物质被加以利用[6]，但是这些多余的秸秆资源被弃置，没有得到有效利用，以至于造成严重资源浪费和环境的污染[7]。研究结果表明[8-9]，因为秸秆的碳氮比较高，所以产气效率偏低，可以通过调节秸秆的碳氮比，能够有效的提高产气速率。粪便和秸秆混合发酵能够调节秸秆的碳氮比，同时也能很好的缓解原料短缺的问题。研究表明，牛粪与玉米秸秆以1 : 1 的混合比例发酵最好[10]。不同原料都有各自的最佳混合比例，如碳氮比在20到25情况下，秸秆和猪粪共发酵产气性能最好[11]，而针对羊粪与多种不同秸秆混合发酵的研究表明，其最佳碳氮比为20～35[12]。因此本文将研究水稻秸秆与牛粪发酵的最佳混合比例。

本文采用水稻秸秆和牛粪为发酵原料，凹土作为外源性添加剂，取9组不同比例的水稻秸秆、牛粪和凹土混合，在中温（35±1）℃的条件下探索在不同比例下碳氮比的变化规律。对比在不同比例下，碳氮比的变化规律及对沼气产量的影响，寻找最适碳氮比，从而可为提高水稻秸秆厌氧发酵产沼气提供有关技术参考。