棉杆沼气发酵潜力的研究

以棉杆为原料,在中温(35±2)℃条件下研究了棉杆的沼气发酵潜力及发酵过程中纤维素、半纤维素和木质素的降解特征.结果表明,在250mL三角瓶中发酵53d,棉杆的沼气发酵潜力为202mL/g;发酵过程中,棉杆中纤维素和半纤维素的降解率分别为12.4%和21.0%,木质素基本没有降解.同时,在常温(28±2)℃条件下比较了棉杆、麦秆、稻秆和玉米秆等不同秸秆原料的沼气发酵产气量,结果棉杆的沼气发酵潜力低于其它3种秸秆原料.尽管如此,棉杆仍不失为一种有开发利用前景的潜在生物质能源,对棉杆资源的可开发性进行了探讨.     

香瓜皮发酵产沼气潜力研究

为探讨香瓜(Cucumis melo L.)皮作为沼气发酵原料资源化利用的可行性,以香瓜皮为发酵原料,在30℃下进行批量式沼气发酵试验,测定发酵过程中的TS产气潜力、VS产气潜力、日产气量、产气速率、p H等指标。结果表明,发酵历时48 d,当发酵体系出现酸化时,在微生物的调节下p H能够很快恢复,产气未受到任何影响。整个发酵过程香瓜皮总产气量3 274 m L,TS产气潜力为726 m L/g(TS),VS产气潜力为777 m L/g(VS),且发酵前后p H变化不大,维持在沼气发酵的较佳范围内。     

鸡粪中温干式沼气发酵启动阶段温度变化对产气性能的影响

采用半连续试验研究了鸡粪中温干式沼气发酵启动阶段,温度从35℃骤降至15、20、25℃和30℃并再次恢复至35℃过程中,温度变化对产气性能的影响,以期为干式沼气发酵的启动提供科学依据。结果表明:温度变化影响启动阶段沼气产量和甲烷含量,变温期间,15、20、25、30℃和35℃最大容积沼气产率分别为0.017、0.126、0.357、0.442 L·L~(-1)·d~(-1)和0.493 L·L~(-1)·d~(-1);最大原料甲烷产率分别为0.011、0.074、0.211、0.261 L CH4·g~(-1)VS和0.294 L CH4·g~(-1)VS。对比35℃恒温发酵产气性能,温度骤降至15℃和20℃条件下运行的产气能力明显小于温度骤降至25℃和30℃条件运行的产气能力。温度变化幅度越大,产气性能受影响越大,沼气发酵微生物对一定温度变化范围具有一定的适应性,足够的时间范围内可以顺利恢复。在变温发酵启动过程中,相比脱氢酶,辅酶F_(420)浓度变化和甲烷产率之间具有更好的线性相关性。研究表明:鸡粪35℃中温干式沼气发酵可以顺利启动,但温度变化导致厌氧干发酵启动时间延长。辅酶F_(420)可以作为反映干式沼气发酵启动阶段污泥活性变化的指标。     

不同作物秸秆厌氧发酵产沼气试验研究

以农作物秸秆稻草、小麦秆、玉米秆)为发酵原料,采用批量发酵工艺,在中温条件下35℃依2℃)进行纯秸秆厌氧发酵产沼气潜力试验研究。结果表明,中温条件下,秸秆的平均日产气量、总产气量和平均甲烷含量体积分数,下同)玉米最高分别为1.75 L、113.6 L、56%);小麦次之分别为1.62 L、105.4 L、55.4%);稻草最低分别为1.39 L、90.31 L、55.04%)。稻草、小麦秆、玉米秆的产沼气潜力分别为0.41、0.48、0.51L/g(总固体含量)。     

秸秆沼气干发酵快速启动条件与影响因素研究

采用L9(33)正交试验法,研究了在35℃、TS为25%、碳氮比为25左右、pH值中性条件下,以稻草为主要原料的秸秆沼气干发酵快速启动影响因素,同时考察了微量元素镍、钴对于发酵的日产气量的影响.结果表明,稻草沼气干发酵最佳快速启动条件是:稻草堆腐6 d;m(粪):m(草)=7:13;污泥接种量为40%.微量元素镍、钴能够显著影响干发酵的日产气量,当Ni2+、Co2+加入量分别为2 μmoL/L时,产气量较高.     

底物质量分数对混合蔬菜废弃物厌氧 发酵的影响及动力学研究

为了探究底物质量分数对混合蔬菜废弃物厌氧发酵产沼气潜力的影响,采用批量式试验,在高温(55±1)℃下,研究底物质量分数为2%、3%、4%、5%和6%时,混合蔬菜废弃物厌氧发酵总固体含量(total solid,TS)和挥发性固体含量(volatile solid,VS)降解率、挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA)质量浓度、甲烷含量、日产沼气量、发酵前后累积产沼气总量及产沼气潜力的变化,并通过修正的Gompertz模型进行动力学研究。结果表明,底物质量分数为3%时,混合蔬菜废弃物的TS降解率为42.25%,VS降解率为56.35%,VFA质量浓度为241.43mg·L~(-1),甲烷含量为64.5%,日产沼气量最高为210 m L,累积产沼气总量为2 070 m L,产沼气潜力为324.94 m L·g~(-1),甲烷含量为64.5%,均普遍优于其他试验组。利用修正的Gompertz模型模拟混合蔬菜废弃物厌氧发酵产沼气的累积产沼气过程,当底物质量分数为3%时,拟合获得的最大产沼气量和最大产沼气速率最高,分别为2 438.37m L和134.09 m L·d~(-1)。     

木聚糖酶对牛粪厌氧干发酵产沼气的影响

为了提升牛粪产沼气性能,通过批式厌氧干发酵的方式考察木聚糖酶对牛粪产沼气的影响.在发酵温度55℃,总固体物(TS)浓度为40％,接种物含量30％,添加原料质量1％的木聚糖酶来进行牛粪厌氧干发酵.结果表明,木聚糖酶的添加不能缩短产沼气周期,但能提升沼气产量.试验组累计产气量为9.9 L,比对照组提升了22％,原料产气率为0.25 L/g,池容产气率为0.73 m3/(m3·d).产气过程与一般原料产气过程类似,但发酵周期较长.该试验结果为牛粪的高效利用提供了一个有效途径.     

波斯菊秸秆发酵产气潜力研究

以波斯菊(Cosmos bipinnata Cav.)秸秆为原料,在恒温(30±0.5)℃的条件下进行批量式沼气发酵试验,设计对照组(120 mL接种物)和试验组(120 mL接种物+11.91 g波斯菊秸秆)。结果表明,试验组沼气发酵时间为33 d,净产气量为3 248 mL,计算得出波斯菊秸秆的总固体含量产气潜力为289 mL/g,挥发性固体含量产气潜力为282 mL/g。     

3种原料中温干发酵和动力学研究

[目的]研究3种原料中温干发酵及其动力学。[方法]以造纸厂污泥、菌渣、污水厂污泥为原料,在(35±0.2)℃条件下进行干发酵试验,采用全混合式批量发酵的方法。[结果]造纸厂污泥的产气潜力为111 ml/g(TS)、135 ml/g(VS),菌渣的产气潜力为131 ml/g(TS)、205 ml/g(VS),污水厂污泥的产气潜力为98 ml/g(TS)、108 ml/g(VS)。菌渣、造纸厂污泥、污水厂污泥3种原料的整个厌氧干发酵过程符合一级动力学相关原理,与修正后的Gompertz方程的相关系数分别为0.999 4、0.998 8和0.997 7。[结论]造纸厂污泥和菌渣比污水厂污泥更适合作为厌氧干发酵的原料。改进后的Gompertz方程相较于Logistic方程可以较为真实地反映3种原料干发酵降解的规律。     

空心莲子草厌氧消化产沼气潜力及应用研究

设计对照组(120 mL接种物)和试验组(120 mL接种物+71 g空心莲子草),采用全混合批量式发酵模式,在中温30 ℃的条件下,进行沼气发酵试验,研究空心莲子草(Alternanthera philoxeroides Griseb.)的产沼气潜力.结果表明,试验组的沼气发酵历时27 d,净产气量为3080 mL.由试验结果计算得出,空心莲子草的TS产气潜力为319 mL/g,VS产气潜力为403 mL/g.     

温度和碳氮比对木薯渣厌氧发酵产气量的影响

为研究温度和碳氮比(C/N)对木薯渣厌氧发酵制沼气过程中日产气量、累积产气量、容积产气率的影响,在统一干物质浓度、接种量的基础上分别进行为期31 d的的单因素试验.试验分别以C/N为25、30、35,发酵温度以30、35、40℃进行单因素三水平设计以优化木薯渣厌氧发酵的参数.结果显示,C/N在30时木薯渣厌氧发酵效果最好,发酵周期内平均日产气12.50 L,总累积产气量387.5 L,容积产气率为0.69 m3/(m3·d);发酵温度则在40℃时产气效果最佳,投料第5d达到日产气量最大值43.5 L,整个发酵过程总累积产气量295.3 L,平均日产气率9.53 L/d,干物质日产气率3.50L/(kg·d),容积产气率0.53 m3/(m3·d).     

香蕉皮沼气发酵的实验研究

摘要:本实验将沼气发酵原料,采用批量发酵工艺进行了产沼气潜力的研究。结果表明:在室温平均23.3℃左右下,成熟香蕉皮的产沼气潜力为752.16mL/g(TS),975.05mL/g(VS),同时显示出香蕉皮为原料的沼气发酵与作物秸秆及粪便等为原料的沼气发酵,在发酵工艺上存在着极大差别以及香蕉皮在发酵起动期极易酸化。     

貂粪沼气发酵产气潜力研究

[目的]研究不同料液比对貂粪沼气发酵产气效果的影响,为以貂粪为原料进行沼气发酵及貂粪的多样化处理提供参考。[方法]以貂粪为原料,沼液为接种物,35℃恒温厌氧发酵,比较不同料液比对貂粪产气效果的影响。[结果]试验表明,发酵料液配比为1∶2时,貂粪更易降解,产气量高。试验初步确定貂粪发酵的水力滞留时间为21 d。料液总固体(TS)浓度为6.0%时,貂粪的产气潜力为345.7 mL/g TS,350.3 mL/g挥发性固体(VS)。[结论]貂粪是一种无需调碳氮比且产沼气潜力很高的发酵原料。     

花生壳厌氧发酵制取沼气的试验研究

以花生壳为原料,采用厌氧发酵工艺,对其沼气发酵潜力进行了研究.结果表明,花生壳沼气发酵潜力达0.323 m3·kg-1.采用正交试验方法对花生壳沼气发酵的工艺参数优化配置进行了研究.结果表明,发酵温度、发酵料液总固体含量、接种量、pH值对其发酵结果均有不同程度影响,其中发酵温度对沼气产量和甲烷产量有显著影响,总固体含量对沼气产量有显著影响.最优的工艺条件为:发酵温度35℃,总固体含量20%,接种量(质量比)1∶1,pH值7.5.按一定比例分别添加牛粪和猪粪后对发酵效果有不同程度的影响,添加牛粪能缩短发酵周期,添加猪粪能明显提高产气潜力并缩短发酵周期.     

有机负荷对鸡粪厌氧发酵产气特性及其动力学的影响

[目的]研究有机负荷对鸡粪厌氧发酵过程中产气特性及其产气动力学的影响。[方法]在中温条件(37±1)℃下采用半连续搅拌反应器(CSTR)进行研究。[结果]有机负荷为2.5~5.3 g VS/(L·d)时,厌氧消化系统中氨氮浓度低于6.7 g/L,沼气最大容积产气率为2.58 L/L;同时有机酸浓度也处于较低范围。然而,当有机负荷提高到6.0 g VS/(L·d)时,氨氮浓度升高到6.7 g/L时引起了乙酸(7 000 mg/L)和丙酸(1 900 mg/L)的快速累积,沼气容积产气率也降低了23.5%。通过基质平衡动力学分析得出,鸡粪中温厌氧消化的基质转化为沼气(YS/G)和甲烷(YS/M)的比例系数分别为1.085 7和1.686 1 g VSremoved/L。[结论]该研究可为高氨氮浓度鸡粪沼气工程的稳定运行提供科学依据。     

漆树籽残渣厌氧发酵产沼气潜力研究

[目的]研究漆树籽残渣发酵产沼气的可行性与潜力。[方法]以漆树籽残渣为原料,在中温30℃下,采用全混合批量发酵工艺,测定漆树籽残渣发酵过程中的TS产气潜力、VS产气潜力、日产气量、产气速率、pH等指标。[结果]第3天发酵体系酸化,但在微生物调节下,第7天体系pH恢复至7.0,正常产气。经60 d发酵,漆树籽残渣产沼气潜力为594.29 ml/g(TS)或615.84 ml/g(VS)。[结论]研究表明漆树籽残渣是一种很好的沼气发酵原料。     

银杏叶厌氧发酵产沼气试验研究

[目的]研究银杏叶厌氧发酵产沼气潜力。[方法]以银杏叶为原料,在30℃下进行批量式恒温沼气发酵试验,探讨其产气潜力和产气规律。[结果]银杏叶具有较好的产气潜力,沼气发酵时间为45 d,总产气量为1 945 ml,每克银杏叶可产沼气231 ml,原料TS产气率374 ml/g(TS),VS产气率453 ml/g(VS)。[结论]该研究可为银杏叶厌氧发酵产沼气应用提供参考。     

温度对玉米秸秆连续厌氧发酵产沼气研究

利用沼气湿发酵技术,以青储玉米秸秆为发酵原料,采用连续厌氧发酵方式,研究以容积产气率、沼气中甲烷体积分数和累积产气量为特征指标,研究不同温度对青储玉米秸秆连续发酵产沼气的影响,为秸秆沼气技术的应用提供技术支持。35℃条件下的容积产气率、沼气中甲烷体积分数明显高于50℃,35℃和50℃的容积产气率的最高值分别为1.525L·L-1d-1和0.934L·L-1d-1。     

蓝藻泥干发酵潜力研究

探讨藻泥干式发酵资源化利用的潜力。以太湖脱水藻泥为原料,进行干式厌氧发酵产沼气试验,分析蓝藻干式发酵的可行性。结果表明,接种物与蓝藻体积比为3∶7时,在恒定温度为35℃的发酵环境中发酵42d,蓝藻TS产气潜力为352.31mL/g,VS产气潜力为381.59mL/g,产气高峰时沼气中甲烷的含量为67.25%,蓝藻TS利用率为50.15%,VS利用率为52.39%,TOC利用率为53.86%。蓝藻泥可以作为发酵原料直接进行干式发酵。     

内生产酶溶杆菌R-2-1发酵工艺优化

以一株具有广谱抗菌活性的黄花蒿内生产酶溶杆菌(Lysobacter enzymogenes)R-2-1为研究对象,在LB液态培养基基础上,通过正交试验确定了其最佳发酵培养基组成为:玉米粉20 g·L-1,花生粕20 g·L-1,豆粕20 g·L-1,酵母提取物2 g·L-1,胰蛋白胨4 g·L-1,(NH4)2SO46 g·L-1,K2HPO46 g·L-1,Mg SO4·7H2O 4.8 g·L-1,Mn SO4·H2O 0.02 g·L-1,Fe SO4·7H2O 0.01 g·L-1,Ca Cl2·2H2O 0.12 g·L-1,Na Cl 2.4 g·L-1,核黄素3.0 g·L-1,硫胺素1.2 g·L-1,维生素B60.01 g·L-1,生物素0.1 g·L-1,优化后培养活菌数24 h达到6.94×108cfu·m L-1。以菌株R-2-1总发酵代谢物产量为指标,在单因素实验的基础上,采用响应面法优化其发酵工艺条件,确定最佳发酵条件为:发酵时间87.2 h,初始p H 7.55,装液量204 m L,接种量7.90 m L,发酵物产量达(0.518±0.050)g·200 m L-1;通过摇床转速和发酵温度因素考查,确定在摇床转速210 r·min-1、发酵温度30℃条件下,该菌代谢物产量可进一步提高到(0.523±0.023)g·200 m L-1。本试验结果可为该菌杀菌剂扩大生产提供参考。