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随着养殖业的迅速发展,畜禽粪大量堆积造成的环境污染问题己日益严重,通过厌氧发酵技术解决这一社会和环境问题显示了良好的应用前景.但由于采用自然发酵,周期过长,产气量少,在工业化生产中影响经济效益.为了加快反应速度、缩短反应周期、增加产气量,该论文主要进行了以下几方面的研究:1.在保证物料浓度一定的情况下,通过测定挥发性脂肪酸VFA(Volatility fat acid)浓度、pH值和产气量等参数的变化,研究不同接种物浓度对牛粪产气特性的影响.结果表明:接种物浓度为6﹪(即物料浓度与接种物浓度之比为1:1)的处理前15天的化学需氧量COD(Chemistry oxygen demand)去除率和产气量都相对较高,平均产气速度快.2.确定适宜的物料浓度.在接种物浓度一定的条件下,通过比较4﹪、6﹪、8﹪、10﹪四种不同物料浓度对累积产气量及总产气量的影响,结果表明,从整个反应过程变化趋势来看,物料浓度为8﹪的处理产气效果好.3.通过每天分别定时定量在厌氧反应器内加入Fe、Co、Ni三种微量金属元素,观察它对牛粪产气特性的影响,结果表明,在厌氧反应器内加入微量金属元素Fe、Co、Ni,能提高COD的去除率,分别比对照提高了15.5﹪、14.3﹪、10.7﹪;添加适量的微量金属元素Fe和Ni,也能增加产气量,在发酵时间内分别比对照高出63.8﹪和11.2﹪mL.4.通过L<,9>(3<4>)正交试验设计对微量金属元素的添加剂量进行了优化.实验中通过在反应器加入不同浓度的微量金属元素Fe、Co、Ni,观测其对牛粪产气性能的影响,结果表明,最佳微量金属元素添加量为Fe<2+>为1.0mg/L. d,Co<2+>为0.15mg/L. d,Ni<2+>为0.4mg/L. d.5.对优化结果进行验证实验.通过实验发现,在厌氧反应器内加入适量的微量金属元素,能提高COD去除率和产气量.通过对厌氧污泥的显微镜观察发现,添加微量金属元素有利于厌氧颗粒污泥的形成.实验结果的经济性评估显示:加入微量金属元素的投入与产出之比为12:88,即补充微量金属元素所花费用远小于增加产气量所带来的经济效益.