毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.课题背景

1.1我国的能源现状

能源是一个国家赖以生存的物质基础，与社会和经济发展息息相关，涉及到国家安全。合理的能源结构布局已经成为一个国家综合实力的体现。中国作为世界上最大的发展中国家，能源生产与消费均独具特色。从总量上来讲，中国的能源生产量仅次于美国与俄罗斯，排在世界第3位^[1]，但人均占有量低。近年来随着传统能源日益紧缺，新能源的开发与利用得到世界各国的广泛关注，越来越多的国家采取鼓励新能源发展的政策和措施，新能源的生产规模和使用范围正在不断扩大。

当前，中国的能源与环境问题严重，新能源开发利用受到越来越高的关注。新能源一方面作为传统能源的补充，另一方面可有效降低环境污染。我国可再生能源和新能 源开发利用虽然起步较晚，但近年来也以年均超过20%的速度增长。自《可再生能源法》正式生效后，政府陆续出台了一系列与之配套的行政法规和规章来推动新能源的发展，中国新能源行业进入发展的快车道^[2]。

我国作为农业大国，农村人口所占基数大，在化石能源日益枯竭的情况下，发展新型能源，对于我国农村经济的发展以及农村环境的改善尤为重要。近年来，养殖业迅速发展，同时也带来了不可忽略的问题，畜禽粪便不经处理随意排放，严重威胁城乡环境质量^[3]。目前，我国养殖粪便污水处理主要有五种方式：自然堆沤处理，好氧生物处理，肥料化处理，饲料化处理，厌氧生物处理。其中厌氧生物处理一般不需消耗能源，处理后废水也可达标排放，更重要的是可实现废弃物的综合利用，变废为宝，化害为利，实现畜禽粪便能源化转换，减少石化燃料的消耗^[4]。

1.2 厌氧发酵的原理

我国是养猪大国，养殖场遍布全国各地，将猪粪作为沼气发酵的原料，既治理了环境，又解决了能源危机^[5]。厌氧发酵是在在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。厌氧消化是处理猪粪的有效途径，厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的生物学过程，是一个复杂的过程。厌氧过程可分为三个阶段：水解发酵阶段，产乙酸阶段和产甲烷阶段^[6]。工业化的厌氧消化工艺是指人工控制厌氧消化所需的环境条件和营养条件，使整个发酵过程快速、高效、稳态的进行。决定甲烷生成的环境条件主要有温度（介质温度或热度）、pH值（7.0左右）、厌氧条件（氧化还原电位）、C/N（氨密度平衡）、微生物营养（如：Ni、Co、Mo）、有毒物质和抑制剂的多少、有机负荷率、含水率、搅拌装置、破碎程度等^[7]。

1.3温度对厌氧发酵的影响

温度是影响厌氧过程的重要因素之一，一般来说，大多数甲烷菌在10～30℃(低温)、30～40℃（中温）和50～60℃（高温）条件下均能生存^[8]。温度是影响猪粪厌氧生物处理工艺的重要参数。其对消化程度、启动时间、产沼气中甲烷含量等均有重要影响。温度主要通过对厌氧微生物细胞内某些酶活性的影响，进而影响微生物的生长速率和微生物对基质的代谢速率，温度还会影响有机物在生化反应中流向和某些中间产物的形成以及各种物质在水中的溶解度，会影响到沼气的产量和成分等^[9]。