沼气生产从农场废物(木薯皮和猪的粪便):Co-Digestion和对经济增长前景gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

沼气生产的有机材料是一个趋势和未来的可再生能源发电的生产方法,从而改善了温室气体排放。这种科学调查进行沼气生产、天然气,获得同等重量的新鲜和干燥的基板(木薯皮/猪的粪便)使用2.8升批式厌氧消化器。原型金属生化消化喂养与废物嗜中温温度范围内保持期为30天。沼气产量显著(p≤0.05;t检验)的影响类型的浪费使用。从新鲜样品的累积平均收益率为8.3,30.8,23.6,29.8,49.3,32.8和52.7立方厘米/ g而干燥的样品是15.7,23.0,24.7,19.3,29.7,40.3和35.8立方厘米/ g的消化时间。然而,产生的气体量最高的52.7立方厘米/ g。各自的原料的物理化学性质在消化器显示初始pH值下降从酸性范围4.2 - 8.2的稳步增长的消化。整个消化温度保持相对恒定,从29°C - 32°C。梭状芽胞杆菌等微生物分离主要是厌氧菌和产甲烷菌sp。产甲烷球菌属sp.和甲烷细菌属sp。石油价格的上涨,可能会减少石油和盟军产品以及沙漠侵蚀提供了需要考虑替代能源和收入来提高我们的经济。 Results obtained from this scientific research suggest that Nigeria can generate wealth from wastes through biogas production and other by-products

关键字gydF4y2Ba

沼气,猪的粪便,产甲烷菌、Co-digestion酶gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

不断增加的温室气体排放在过去几十年里一直是普遍关注的主要问题。考虑到世界人口的快速增长和增加消费gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba,更高的生活标准,有一个明显的需要在减少温室气体的排放,这是一个不利的污染物对人类有害的影响。沼气的成分无色、无臭、易燃气体来源于有机废料在厌氧消化。沼气的整体成分通常是50 - 70%甲烷,30 - 40%的碳氧化(IV)以及微量的氮、氢和硫化氢(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。沼气主要是被称为污水沼气或天然气。基本的微生物参与沼气生产的过程分为四个组。分解的废物包括三个厌氧阶段(水解、酸化和产甲烷)的生化过程释放沼气。有机物质降解外部由特定细胞酶在最初阶段。中间是由酸转化为低分子量化合物生产细菌在厌氧条件下促进甲烷生产特定的微生物。首先,重建与高分子量物质(碳水化合物、蛋白质、纤维素酶、脂肪),他们通过酶活动分解成低分了化合物如单糖、脂肪酸、氨基酸和水。水解细菌产生的酶分解底物小分子水溶性分子以及转化为单体的聚合物。在水解反应,部分乏氧生活发生由于氧气消耗,从而提高一个合适的厌氧环境的生产甲烷,甲烷产生菌。第二阶段是酸的生产(甲、丙、醋、丁、乳酸和己酸)酮、醇(丙醇、甘油、甲醇和丙酮),碳氧化(IV),碳、硫化氢和氨。 This stage is also known as acidogenesis. Specific bacteria produce methane and are involved in the third stage where decomposed compounds have low molecular weight to produce CH_4gydF4y2Ba和有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba[2]。产生的气体可以通过厌氧微生物计数和/或确定CH的体积gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

以前的科学研究进行了揭示了基本gydF4y2Ba新陈代谢gydF4y2Ba在不同的厌氧消化过程中,但有限的重要微生物负责这些过程,细菌和古生菌迄今被隔离以及动力学和微生物之间的相互作用gydF4y2Ba4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。不同的化学反应和相互作用发生微生物产甲烷菌等non-methanogens以及其他基板送入蒸煮器在实验装置(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。一些宏观和微量营养素的增长是必要的,特定微生物的增殖和生存。营养素,如磷、碳和硫是非常有效的。营养过剩的需求很低由于欠发达的生物,有足够的营养比C: N: P: S = 600:15:5:1。微生物的生长速率依赖于微量元素如铁、镍、钴、硒、钼和钨。醋酸、碳氧化(IV)和氢细菌(甲烷形成的初始产品酸性的gydF4y2Ba8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。这一阶段被称为acetogenesis。甲烷、氧化碳(IV)和水形成被称为甲烷生成最后的阶段。科学上,百分之九十的甲烷,70%乙酸。醋酸形成(第三步)是促进甲烷形成的因素。工业和城市废物产生有利于当下gydF4y2Ba环境污染gydF4y2Ba。木薯的正在进行的处理结果生产皮糠、纤维和宠坏的以及不必要的块茎。然而,更大的残余的木薯比例作为固体废弃物随意丢弃到环境中(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。回收废物等经济效益:天然气生成、生态清洁、生物肥生产、电力/热发电和汽车燃料(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。由于当前经济形势和环境的恒定的柴油价格高,甲烷的使用作为一个有吸引力的/替代传统能源的成本。在本研究工作中,沼气生产使用农业废料(木薯皮和猪的粪便)作为替代化石燃料产生通过co-digestion这些废物。gydF4y2Ba

材料和方法gydF4y2Ba

收藏浪费和材料gydF4y2Ba

木薯皮用于本研究收集当地加里的处理器,而猪的粪便从烯农场,在Itak Akadi农场,Uyo,印度木棉邦州。木薯皮干和新鲜的猪的粪便。大量样本的数量使用无菌塑料容器和盖子。样本分别被贴上标签的容器运送到微生物学和中央研究实验室进行分析。gydF4y2Ba

微生物分析gydF4y2Ba

制备的浪费gydF4y2Ba

在这项研究中,使用了两个样品即:木薯皮(CP)和猪的粪便(SD)。gydF4y2Ba

微生物分析gydF4y2Ba

隔离和枚举的gydF4y2Ba微生物gydF4y2Ba在木薯皮和猪的粪便得到使用10倍连续稀释法。总可行的计数(TVC)纯,废物混合料浆和微生物负载样本,获得了使用修改后的英里,Misra Okore中描述(1938)方法(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。纯微生物培养物的净化和维护是由重复他们的亚文化刚做好的营养琼脂gydF4y2Ba(表1)gydF4y2Ba。纯粹的文化被存储在麦卡特尼瓶和维护在冰箱里(5°C - 7°C)。gydF4y2Ba

表1。gydF4y2Ba设计和合成新的农业废弃物沼气生产基质。gydF4y2Ba

沼气生产从干燥介质材料gydF4y2Ba

蒸煮器设计gydF4y2Ba

设计和构成的农业废弃物沼气生产采用使用消化器(2.8升的试剂瓶),是使用橡胶软木塞密封覆盖plasthecene案子gydF4y2Ba(表2)gydF4y2Ba。两个洞是无聊的橡胶软木塞。温度计一个洞,另一个管安装在孔通过捏造500厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba量筒携带塞(监管机构)提供一个出口的轮胎管连接。这作为气体存储设备。圆柱体在酸化水倒在一个塑料碗。圆柱体被用作衡量规模和气体收集器。酸化水准备通过添加0.06毫升硫酸(HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba),11.2克氯化钠(氯化钠)。这是用来防止溶解气体的释放到水。用软木塞塞住产生消化器gydF4y2Ba厌氧gydF4y2Ba条件。沼气生产记录间隔六(6)天期30天。评价沼气生产期间被水体积的基础上记录位移(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

表2。gydF4y2Ba设计为沼气生产和农业废弃物基质的组成。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

沼气袋(确认过程)gydF4y2Ba

消化器被用于确认沼气过程。在这个方法放气聚氯化乙烯气球被安装在消化器的空缺。日常生产的沼气被逐步显示通货膨胀的气球。gydF4y2Ba

沼气产量的参数gydF4y2Ba

以下参数进行了分析:pH值、温度、有机碳、水分含量、总固体,总氮和灰分gydF4y2Ba(表3 - 5)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

表3。gydF4y2Ba沼气产生的新的媒体材料(cmgydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)。gydF4y2Ba

表4。gydF4y2Ba产生的沼气生产干媒体材料(cmgydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)。gydF4y2Ba

表5所示。gydF4y2Ba沼气产量从气包(新鲜的样品)。gydF4y2Ba

定性分析gydF4y2Ba

分析了其产生的沼气成分使用手持GFM416气体分析仪作为早些时候报道Ofoefule et al。gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。每个气体受到实验室化学测试表明并确认他们的存在。gydF4y2Ba

文化和形态特征的细菌和真菌分离株浪费样品gydF4y2Ba

孤立的微生物主要是厌氧菌和产甲烷菌等gydF4y2Ba梭状芽胞杆菌gydF4y2Basp。gydF4y2Ba产甲烷球菌属gydF4y2Basp.和gydF4y2Ba甲烷细菌属gydF4y2Basp。他们有很高的沼气生产能力潜力显著降解这些垃圾沼气生产。总共14个形态和生理上不同种类的细菌被孤立在这个工作。的gydF4y2Ba生物gydF4y2Ba主要是革兰氏阳性棒吗gydF4y2Ba(表6)gydF4y2Ba。五的隔离是厌氧菌。总共九个真菌物种四属被孤立于发酵过程中消化器。需氧菌和厌氧菌分离之前,期间和之后的消化gydF4y2Ba假单胞菌gydF4y2Basp,gydF4y2Ba芽孢杆菌gydF4y2Basp,gydF4y2Ba微球菌gydF4y2Basp,gydF4y2Ba普罗透斯gydF4y2Basp,gydF4y2BaStaphyloccocusgydF4y2Basp,gydF4y2Ba乳酸菌gydF4y2Basp,gydF4y2Ba链球菌gydF4y2Basp,gydF4y2Ba梭状芽胞杆菌gydF4y2Basp,gydF4y2BaMethylomonasgydF4y2Basp,gydF4y2Ba瘤胃球菌属gydF4y2Basp,gydF4y2BaMethylomonasgydF4y2Basp,gydF4y2BaRuminococusgydF4y2Basp,gydF4y2Ba醋菌属gydF4y2Basp,gydF4y2Ba甲烷八叠球菌属gydF4y2Basp,gydF4y2Ba产甲烷球菌属gydF4y2Basp,gydF4y2BaMethanobrevibactergydF4y2Basp。真菌隔离之前,期间和之后的消化gydF4y2Ba假丝酵母gydF4y2Basp,gydF4y2Ba根霉gydF4y2Basp,gydF4y2Ba枝孢属gydF4y2Basp,gydF4y2Ba镰刀菌素gydF4y2Basp,gydF4y2Ba毛霉菌gydF4y2Basp,gydF4y2Ba青霉菌gydF4y2Basp,gydF4y2Ba酿酒gydF4y2Basp和gydF4y2Ba放线菌gydF4y2Basp。gydF4y2Ba

表6所示。gydF4y2Ba沼气产量从气包(干样例)。gydF4y2Ba

沼气生产gydF4y2Ba

日常生产和积累了强大的消化期和累积产量每天以立方厘米(厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)。天然气生产不同消化器的平均体积含新鲜/干猪的粪便,木薯皮和两者的混合。这是观察到的结合既浪费开始沼气生产在24小时内蒸煮器在天然气生产蒸煮器包含新鲜木薯皮第六天开始生产gydF4y2Ba(图1)gydF4y2Ba。这可能是由于减少酸性内容非预处理的皮的皮在充电之前消化池。沼气生产以下结果来自不同的消化器:分别为8.3±2.9、30.8±5.0、23.6±3.0、20.8±7.9、49.3±5.8、52.7±7.9厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天(新鲜)和15.7±2.9,23.0±3.9,24.7±3.5,19.3±3.5,29.7±5.9,40.3±5.0,35.0±4.2立方厘米/天(干媒体)。累积沼气产量的数据从消化器包含新鲜木薯皮和猪的粪便透露,干木薯皮产生更多的沼气(15.7±2.9厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)比新鲜木薯皮(8.3±2.9厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)和(23.6±3.9立方厘米/天)对新鲜/干(19.0±3.5厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)猪的粪便gydF4y2Ba(图2)gydF4y2Ba。数据来自co-digestion新鲜和干木薯皮猪的粪便(5.2±7.9厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)和(35.8±4.3厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/天)分别gydF4y2Ba(表7)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

表7所示。gydF4y2Ba分析混合的沼气生产木薯皮和猪的粪便。gydF4y2Ba

观察,独自干木薯皮在蒸煮器有一个高价值的天然气生产和减少氢氰酸可能占天然气生产的延迟性和减少体积的气体产量的新媒体。结果表明,猪的粪便干媒体低产天然气生产gydF4y2Ba(表8)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

表8所示。gydF4y2Ba实验室分析沼气的成分。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

本研究得出的结论是,土著微生物在农业废料(木薯皮和猪的粪便)拥有自然现有的机械生产沼气,这是一个成本有效的替代能源的传统方法相比,生产。在非洲的发展中国家如尼日利亚电力和热稀疏和生物废料是丰富的,利用厌氧消化过程可能是光在隧道的尽头。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者要感谢美国微生物学,Uyo大学为他们的合作使我们使用实验室的科学研究。gydF4y2Ba

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