马茹霞，洪艳华，艾士奇，邓兵，贾军，晏磊，王伟东

（黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院，大庆163319）

牛粪搅拌式固定床沼气发酵条件的优化

马茹霞，洪艳华，艾士奇，邓兵，贾军，晏磊，王伟东

（黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院，大庆163319）

以牛粪为沼气发酵原料，利用连续搅拌式反应器（Continuous stirred tank reactor，CSTR）和碳纤维载体构建搅拌式固定床反应器，研究料液浓度（TS）、碳氮比（C/N）、温度、pH、水力停留时间（HRT）和搅拌转速对甲烷产量的影响，通过响应面设计进行回归分析，结合满意度函数确定牛粪搅拌式固定床厌氧发酵工艺的最佳参数。研究结果表明最佳工艺条件为：TS 8%，C/N 25∶1，温度39℃，pH 7.5，HRT 10 d。验证分析表明，模型预测值与试验值相吻合（偏差2.27%），模型拟合度较好。

牛粪；搅拌式固定床；沼气；响应面分析法；发酵条件优化

随着我国奶牛养殖规模的不断扩大，大量未处理的牛粪日益成为环境污染的重要因素，对牛粪进行厌氧发酵处理是当前实现其无害化与资源化的主要的手段之一［1］。传统的厌氧发酵连续搅拌式反应器（Continuous stirred tank reactor，CSTR）工艺具有发酵时间长、沼气产量低、微生物易随发酵产物排出而浪费等缺点［2］，如果添加适宜的载体固定反应器中的微生物进而增加微生物的滞留期，可提高反应器的发酵性能［3］。孙宇等人以牛粪为发酵原料，筛选厌氧发酵固定床最佳载体材料，以碳纤维薄膜为载体的沼气产量和甲烷产量分别比不加载体提高12.1%和15.6%［4］。林长松等研究发现在固定床厌氧反应器中添加炭纤维载体具有较高的COD去除率和产气效率，能够抵抗低pH、高负荷冲击的能力，在运行过程中不易发生反应器堵塞的现象［5］。……