酒糟沼气发酵的基础探究

文章开展了中温(38℃±1℃)条件下含固率为6%,8%的酒糟批式厌氧发酵产沼气的研究。结果表明:酒糟极易酸化形成大量挥发性脂肪酸(VFAs),是良好的沼气发生原料。发酵27 d(发酵基本结束)时,TS为6%,8%的酒糟TS产气率分别为402.08 m L·g~(-1),387.81 m L·g~(-1),VS产气率分别为441.84 m L·g~(-1),426.16 m L·g~(-1)。TS为6%,8%酒糟的最佳发酵周期分别为14 d,15 d。     

甾体制药渣发酵产沼气实验研究

文章以生产甾体类药物过程中的药渣为原料,进行批量式和半连续式沼气发酵实验。通过批量沼气发酵实验测定药渣的发酵情况和产沼气潜力。采用CSTR反应器进行半连续沼气发酵实验。批量实验结果表明:在温度为32℃和TS浓度为3.8%的条件下发酵,药渣的产气潜力达到667 mL·g~(-1)TS和748 mL·g~(-1)VS。在温度为28℃,32℃,36℃和TS浓度为5%的条件下进行发酵,28℃下药渣的产气潜力达到514 mL·g~(-1)TS和576 mL·g~(-1)VS;32℃下药渣的产气潜力达到539 mL·g~(-1)TS和604 mL·g~(-1)VS;36℃下药渣的产气潜力达到601 mL·g~(-1)TS和674 mL·g~(-1)VS。Gompertz模型的拟合结果也较好地反应了批量发酵过程中物料降解情况。半连续沼气发酵实验设置发酵TS浓度为4%和5%,发酵温度为30℃,水力滞留时间为15 d。实验结果表明:CSTR反应器最高日产气量达11 L,稳定期日均产气量为9413 mL。池容产气率最高达1.02 L·L~(-1)d~(-1),沼气中的甲烷含量达到60%以上。甾体制药渣具有良好的产沼气潜力,适宜应用于沼气工程,是一种具有广阔开发前景的生物质资源。     

啤酒糟产沼气潜力试验研究

文章以啤酒糟为发酵原料,在厌氧发酵温度35℃±1℃条件下进行序批式沼气发酵试验,发酵历时60 d,总固体TS浓度为6%时,其原料产气率为115 mL·g~(-1),TS产气率为139 mL·g~(-1)TS,VS产气率为149 mL·g~(-1)VS,池容产气率为0.11 mL·mL~(-1)d~(-1)。结果表明,啤酒糟是较好的沼气发酵原料。     

蜀葵发酵产沼气潜力研究

为解决蜀葵废弃物浪费及污染环境问题,以蜀葵叶子、蜀葵秸秆、蜀葵花籽为原料,分别进行中温(35℃±1℃)条件批量式沼气发酵实验;发酵料液的TS浓度均为6%,沼气发酵实验的运行时间为22 d。实验结果表明:蜀葵叶子、蜀葵秸秆、蜀葵花籽发酵产沼气的潜力分别为397 mL·g~(-1)TS,481 mL·g~(-1)VS; 264 mL·g~(-1)TS,280 mL·g~(-1)VS; 290 mL·g~(-1)TS,314 mL·g~(-1)VS;池容产气率分别为0.39 mL·mL~(-1)d~(-1),0.26 mL·mL~(-1)d~(-1),0.28 mL·mL~(-1)d~(-1),蜀葵叶子的产气潜力明显大于蜀葵花籽和蜀葵秸秆的产气潜力,且蜀葵叶子的甲烷含量也较后两者高,说明蜀葵叶子产出的沼气品位较后两者好。与其他原料相比表明:蜀葵适合用作发酵产沼气的原料,且蜀葵叶子发酵产出的沼气品质较好。     

冰糖橙皮发酵产沼气潜力的实验研究

文章以冰糖橙皮为原料,采取中温(29℃±1℃)的条件下进行批量式沼气发酵试验,实验采用3个不同TS含量的接种物进行发酵,发酵时间分别为45 d,38 d,30 d。实验结果表明,冰糖橙皮在厌氧活化污泥TS为6.58%,8.04%,11.76%的含量下,产气潜力分别为214 mL·g~(-1)TS,245 mL·g~(-1)TS,386 mL·g~(-1)TS;225 mL·g~(-1)VS,258mL·g~(-1)VS,406 mL·g~(-1)VS,是一种可行的沼气发酵原料,为冰糖橙皮提供了新的资源化利用途径。     

法国梧桐落叶厌氧消化产沼气潜力及动力学研究

文章以法国梧桐落叶为原料,在35℃±2℃的中温条件下进行批式厌氧消化试验,发酵原料VS(挥发性固体)浓度设为2%,运行时间为50 d。结果表明,发酵过程中p H值先下降后上升,最后稳定在7.25左右,VFA呈先上升后下降的趋势,最终低于500 mg·L~(-1)。氨氮含量最高达700.4 mg·L~(-1),未出现氨氮抑制,SCOD整体呈现下降趋势,发酵结束时在1000 mg·L~(-1)以下。法国梧桐落叶TS(总固体)产气率为313.65 m L·g~(-1),VS产气率为356.76m L·g~(-1),TS和VS降解率分别为28.36%和33.41%,累积产甲烷量为8628.50 m L,单位原料甲烷产率为148.92m L·mg~(-1)。以修正后的Gompertz方程对厌氧消化过程进行动力学拟合,方程相关系数为R~2=0.9965,修正后的Gompertz方程能够真实地表征法国梧桐落叶厌氧消化过程。     

响应面法优化猪粪沼气发酵工艺

为提高猪粪沼气发酵的产气效率,试验应用响应面法对其沼气发酵工艺进行优化,通过Design-Express8.0.6.1软件的Box-Behnken中心组合试验设计,以原料产气率为响应值,研究发酵温度、总固体浓度(TS)和搅拌转速3个因素对猪粪产气效率的影响,建立相关数学模型,并对模型进行降维优化分析,最后进行试验验证。结果表明,发酵温度和TS两因素对于猪粪产气效率的影响表现为极显著。最优工艺条件TS为5.8%,发酵温度为29℃,搅拌转速为92 r·min~(-1)时,理论原料产气率为160.09 mL·g~(-1)TS,试验原料产气率为154.83 mL·g~(-1)TS,试验值与理论值接近,二者相对偏差为3.21%。可见,所建模型能较好的优化沼气发酵工艺参数。     

城市垃圾渗滤液厌氧消化试验研究

文章通过试验分析30℃条件下城市垃圾渗滤液的沼气发酵潜力。试验以垃圾渗滤液为发酵原料,实验室长期驯化的秸秆类厌氧活性污泥和猪粪为接种物,在30℃条件下,进行批量式沼气发酵试验。结果表明:接种物的种类和性质影响垃圾渗滤液的厌氧消化过程。以秸秆类厌氧活性污泥作为接种物,城市垃圾渗滤液的原料产气率为0.80 m L·g~(-1)COD,COD降解率为78.83%,氨氮含量提高了1.38倍,总磷含量有所下降,降解率为9.7%。但以长期驯化的猪粪为接种物,垃圾渗滤液厌氧消化过程发生酸化,不能成功启动。     

不同杂粮作物秸秆厌氧发酵产气特性研究

秸秆的开发与利用对于污染治理和资源循环利用意义重大,其中关于杂粮作物秸秆沼气发酵潜力的研究却鲜有报道。该研究采用批次试验,发酵体积700 m L,总TS为8%,中温(35℃±1℃)条件下探究了玉米、水稻、大豆、谷子、糜子和绿豆6种秸秆厌氧发酵产气特性。结果表明:发酵进行到11 d时,秸秆TS产气率从大到小依次为绿豆131. 0 m L·g~(-1),玉米126. 8 m L·g~(-1),糜子117. 5 m L·g~(-1),谷子114. 1 m L·g~(-1),水稻105. 3 m L·g~(-1)和大豆84. 0m L·g~(-1)。绿豆秸秆甲烷含量最高可达60. 2%,其次分别为糜子秸秆53. 5%,玉米秸秆52. 8%,谷子秸秆50. 0%,水稻秸秆49. 7%和大豆秸秆48. 4%。绿豆秸秆的总有机碳和总氮的减重率最大,分别为43. 25%和21. 77%。绿豆秸秆的纤维素、半纤维素和木质素的降解率最大,分别为15. 43%,9. 86%和7. 24%。各秸秆发酵液C/N分别为玉米29. 04,水稻36. 58,大豆48. 69,谷子35. 90,糜子30. 54和绿豆23. 31。6种秸秆的累积产气量与其总氮减重率,纤维素和半纤维素降解率,C/N显著相关。该研究为不同种类秸秆,尤其是杂粮作物秸秆厌氧发酵提供了一定的数据支撑。     

废弃食用油脂中温厌氧发酵特性研究

为了研究废弃食用油脂中温厌氧发酵特性,对废弃食用油脂进行了中温35℃±1℃批式发酵,主要考察了不同原料与接种物比(F/I)和碳氮比(C/N)条件下,甲烷产量和FVA的变化情况,并运用修正的Gompertz模型对其产气模型进行动力学拟合。实验结果表明,在中温条件下,F/I比值为1∶6,1∶3,1∶2和2∶3时,废弃油脂都能较好地进行厌氧发酵产甲烷,最大产甲烷产量分别为737,418,342和300 m L·g~(-1)TS。采用修正Gompertz模型分别对1∶6,1∶3,1∶2和2∶3实验组产甲烷曲线进行拟合,得到产甲烷潜力分别为823.68,461.12,379.43和339.20m L·g~(-1)TS,最大产甲烷速率分别为56.25,31.03,24.79和20.63 m L·d~(-1)g~(-1)TS。C/N值为28∶1,14∶1,7∶1和4∶1时,随着C/N减小最大产甲烷产量不断增大,分别为185,308,395和460 m L·g-1TS。     

茶渣沼气发酵潜力研究

文章以茶渣为沼气发酵原料,严格控制厌氧消化温度35℃±l℃的条件下,采用批式发酵工艺,进行厌氧消化产沼气试验.结果表明,茶渣是良好的沼气发酵原料,其干物质产气率为0.47L·g-1.     

以酒糟为原料的沼气发酵条件研究

试验研究了以甜高粱秸秆非粮乙醇生产过程中形成的酒糟为原料进行沼气发酵的特性。分析了温度、TS浓度、接种物添加量以及pH值等条件对酒糟沼气发酵的影响。研究结果表明,在高温55℃,TS浓度3.3%,接种物添加量1.5%,并在发酵前对发酵液pH值进行调节的条件下,酒糟产气在第9天达到最大峰值3710 m L·d-1,产气周期为32天,原料产气率高达509 m L·g-1TS。研究结果可为以酒糟为原料进行的沼气发酵提供一定的理论依据。     

鸽粪中温发酵产沼气潜力的实验研究

文章将鸽粪作为发酵原料,在30℃±0.2℃恒温槽水浴条件下,以全混合批量式发酵的方法产沼气。实验结果表明,鸽粪是较为良好的发酵原料,其TS产气率和VS产气率分别为486 m L·g-1和631 m L·g-1。与其他原料相比,分别是鸡粪的1.56倍,兔粪的1.08倍,猪粪的1.15倍。运用一级动力学的相关原理和修正后的Gompertz方程进行计算机拟合,分析了整个鸽粪厌氧消化周期中的产沼气规律。     

纤维素对污泥厌氧消化产气性能及微生物形态的影响

为考察纤维素对剩余污泥厌氧消化产气性能及微生物形态的影响,在温度为35℃±1℃条件下,采用半连续方式进样,剩余污泥和纤维素根据有机质(VS)的添加量,即VS污泥∶VS纤维素=5∶1,2∶1,1∶1,进行联合厌氧消化。通过对厌氧消化过程中的日产气量,稳定期的甲烷含量、产甲烷活性及微生物形态进行监测与分析。结果表明:纤维素的添加可提高厌氧消化混合物料的营养平衡,有利于厌氧消化的进行;三种不同纤维素添加量与污泥联合厌氧消化的日产气量分别约为对照组(未添加纤维素)日产气量的2.4倍,4.8倍和9.2倍;沼气中CH4所占比例分别约为对照组的1.6倍,2倍和2倍;产甲烷活性分别为45 m L·g~(-1)VSS·d~(-1)(对照组),73 m L·g~(-1)VSS·d~(-1),94m L·g~(-1)VSS·d~(-1)和120 m L·g~(-1)VSS·d~(-1)。稳定期的厌氧消化污泥中的微生物主要由球状菌、杆状菌和丝状菌组成,纤维素的添加可改善对照组中不同菌落混栖且分布不均的局面,促使同一菌落成团生长。其中,在VS污泥∶VS纤维素=1∶1的添加比例下,丝状菌菌落数量庞大,其它两种添加比例中在稳定期的微生物主要以球状菌和杆状菌为主,但球状菌在VS污泥∶VS纤维素=2∶1的添加比例下数量更多。     

水体青苔发酵产沼气潜力的实验研究

以水体中的丝状青苔为实验原料,在30℃恒温水浴条件下,采用批量工艺模式进行厌氧消化,来研究其产沼气潜力和产气特性。实验结果表明,发酵周期25d,丝状青苔的产气潜力为198 m L/g(TS)和320m L/g(VS),池容产气率为0.2m L/m L·d。     

接种率对农村有机生活垃圾厌氧发酵的影响

文章以农村有机生活垃圾为原料,采取中温(35℃±1℃)的条件进行批式厌氧发酵实验。实验采用了两个不同发酵浓度(原料TS含量4.32%,5.18%)和5个不同接种率(接种物TS含量4.55%,6.26%,6.88%,8%,9.13%)的不同组合。实验结果表明:在原料TS含量为5.18%及接种物TS含量为6.88%(接种率为135%)的条件下,甲烷产量最高,原料产甲烷潜力为0.18 L·g~(-1) TS·d~(-1),农村有机生活垃圾产甲烷量随接种率的提高呈现先升后降的趋势。同时通过定期测定发酵液的电导率发现,在该厌氧发酵正常的情况下,电导率范围在8~10m S·cm~(-1)之间。     

不同工艺阶段的苎麻废水厌氧消化产沼气研究

文章采用厌氧消化对苎麻废水进行产沼气研究,比较生物酶浸泡废水、烧碱煮炼废水、煮炼后清洗废水3种不同性质的苎麻废水在产沼气规律和能力方面的差异。结果表明,生物酶浸泡废水产气时间最长,可达4天,其余两种废水仅为3天,且生物酶浸泡废水产气率最高,原料产沼气潜力为1.13 mL·mL~(-1)废水,原料产甲烷潜力为0.49 mL·mL~(-1)废水;其COD和BOD5降解率最高,分别为76.3%和82%;其COD产气率和产甲烷率也最高,分别为169.1 mL·g~(-1)和56.9 mL·g~(-1)。煮炼后清洗废水的BOD5产气率和产甲烷率最高,分别为530.4 mL·g~(-1)和56.9mL·g~(-1)。3种废水都可通过厌氧消化去除大部分有机物,减轻后续处理压力,并且生物酶浸泡废水产气率最高,可用于生产沼气,为苎麻加工提供绿色能源。     

酶添加对酿酒废糟干式厌氧消化产沼气效果的影响

酿酒废糟是白酒生产过程的主要副产物,其处理及资源化利用是亟待解决的问题。该研究拟采用干式厌氧消化技术处理日益增加的酿酒废糟,同时生产生物能源沼气。为了提高沼气产量,探讨了酶添加对酿酒废糟高温干式厌氧消化效果的影响,并监测了厌氧消化过程中污泥pH值,有机酸(volatile fatty acids,VFAs),可溶性有机碳(soluble total organic carbon,TOC)等系统参数的变化情况。结果表明,直接利用酿酒废糟进行干式厌氧消化,系统启动初期有有机酸积累,稳定发酵条件下的沼气产量约为270.7 m L·g~(-1)VS。向酿酒废糟厌氧消化过程中添加淀粉酶、糖化酶和纤维素酶能够显著促进沼气产量,沼气产率提高到337.6 m L·g~(-1)VS,有机酸浓度保持在较低的水平。分别对两体系中细菌和古菌16S rRNA基因进行定量PCR,结果表明,酶添加体系同对照相比参与厌氧消化过程的微生物数量显著增加。     

不同牲畜粪便厌氧发酵产沼气性能研究

为提高牲畜粪便厌氧发酵产沼气速率和综合利用率,文章以猪粪和牛粪及其混合物作为发酵原料,在常温条件下(25℃~35℃)进行厌氧发酵产沼气试验。结果表明:猪粪、牛粪及其混合物在发酵65 d内的累积产气量为15.42 m~3,5.33 m~3和11.30 m~3,单位TS产气率为0.33 m~3·kgd~(-1)TS,0.19 m~3·kgd~(-1)TS和0.30 m~3·kgd~(-1)TS,池容日平均产气率为0.16 m~3·m~(-3)d~(-1),0.055 m~3·m~(-3)d~(-1)和0.12 m~3·m~(-3)d~(-1)。猪粪甲烷含量在发酵开始9 d时稳定到50.0%以上,牛粪在发酵开始3 d时即达到57.5%,此后一直在50.0%以上,其混合组在发酵开始4 d时即达到59.7,此后一直在55.0%以上。不同牲畜粪便混合发酵能克服其单独发酵性能的不足之处,也是提高牲畜粪便产沼气速率和综合利用率的有效途径。     

复合菌系预处理和强化对玉米秸秆沼气发酵效率的影响

为探讨复合菌系预处理和强化对提升玉米秸秆沼气发酵效率的影响,文章分别从纤维素酶活、纤维素降解率、表面结构特征、沼气发酵效率等方面系统分析了人工构建的好氧复合菌系AMC对玉米秸秆的预处理效果;同时研究了基于厌氧复合菌系ANMC的生物强化对玉米秸秆沼气发酵效率的影响。研究结果表明:AMC处理组和ANMC处理组的累积甲烷产量为233. 09 mL·g~(-1)VS和242. 56 mL·g~(-1)VS,相比对照分别提高了6. 89%和11. 23%;其中,ANMC处理对秸秆厌氧发酵过程中甲烷含量具有明显的提升作用。