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。     

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。     

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。     

自然风干对马铃薯茎叶成分及厌氧发酵产沼气性能影响的研究

为提高马铃薯茎叶资源化利用水平,文章研究了自然风干对马铃薯茎叶成分及厌氧发酵产沼气性能的影响。实验中首先比较了马铃薯茎叶营养成分和木质化程度随风干时间的变化情况;随后在35℃的中温条件下,分别以不同风干时间的马铃薯茎叶为发酵原料,进行周期为40 d的批式厌氧消化产沼气实验。结果表明:风干时间对马铃薯茎叶成分影响较大,风干时间越久,则可溶性碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪等成分含量越低,而中性洗涤纤维含量越高;原料风干程度显著影响厌氧消化启动速度,风干时间越久则发酵启动越慢,但对沼气中甲烷含量影响不大;实验条件下,48 h风干处理组TS产气率最高,达251.70 mL·g^-1,其后依次为24 h风干,新鲜72 h风干和96 h风干处理组,TS产气率分别为227.90 mL·g^-1,154.10 mL·g^-1,193.30 mL·g^-1,和120.50mL·g^-1,各组均未出现体系“过酸化”导致的发酵失败现象。对马铃薯茎叶做适当风干处理后用于厌氧沼气发酵,可有效提高产沼气量,促进农业废弃物资源化利用。     

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。     

超市生物质废弃物混合原料厌氧消化实验研究

为寻求超市生物质废弃物无害化、资源化处理新途径,文章以腐烂、变质或过期的香蕉、土豆、鱼和酸奶等为原料,研究其不同有机负荷条件下中温厌氧消化产气性能。结果表明:与粪污、秸秆、餐厨废弃物等常规原料相比,超市生物质废弃物具有极佳的产沼气能力,在发酵原料:接种物总固体(TS)比例约1∶3条件下,TS和VS产气率分别达1077.9 mL·g-1和1147.1 mL·g-1,TS和VS降解率最高,分别为57.5%和67.7%,产气平均CH4体积分数55.7%。表明超市生物质废弃物可作为有潜力的厌氧消化原料。     

醋渣和芦苇混合厌氧消化产气潜力测定

文章考察了醋渣和芦苇的混合厌氧消化产气潜力,以4%NaOH预处理前后醋渣、芦苇、两者混合物料进行厌氧消化实验,并对实验结果进行了方差分析和修正Gompertz方程曲线拟合。结果表明:醋渣和芦苇有较好产气潜力,日产甲烷含量均可达58%,单位VS产沼气量为286 m L·g~(-1)VS和331 m L·g~(-1)VS,二者的混合发酵TS和VS去除率可达45.9%和48.9%;与未预处理的醋渣厌氧消化相比,用4%Na OH预处理醋渣,或将醋渣与芦苇混合,或醋渣-芦苇混合后再用4%Na OH处理,其厌氧消化均能明显提升产气性能。可使T90分别缩短4天,6天和10天,单位VS产甲烷量提高30.6%,29.0%和53.2%,TS(VS)去除率提高18.7%(25.0%),38.4%(15.3%)和56.0%(32.2%)。     

醋渣沼气发酵潜力的研究

以醋渣为原料,在严格控制厌氧发酵温度为38℃±1℃的条件下,采用批量发酵工艺,进行厌氧发酵产沼气试验。结果表明,醋渣是良好的沼气发酵原料,其TS产气率和VS产气率分别为359.18 mL.g-1,392.67 mL.g-1,容积产气率为0.1675 mL.mL-1d-1。     

小麦、玉米秸秆不同预处理产沼气试验研究

为探讨秸秆不同预处理产气量及甲烷含量的变化规律,本试验在实验室分别用沼液、绿秸灵预处理玉米及小麦秸秆,共设置六个处理进行秸秆沼气发酵试验。结果表明:在常温并保持相同浓度和C/N比的发酵条件下,单位质量干物质产气率(TS产气率)及甲烷含量的大小顺序均为:玉米秸秆+绿秸灵>玉米秸秆+沼液>小麦秸秆+绿秸灵>小麦秸秆+沼液>玉米秸秆CK>小麦秸秆CK,各处理间的差异达到显著水平,其中采用绿秸灵预处理秸秆的产气效果优于用沼液预处理的效果。在采用相同的预处理前提下,玉米秸秆的干物质产气率(TS产气率)及甲烷产气率(TSCH4产气率)均大于小麦秸秆的干物质产气率(TS产气率),表明玉米秸秆比小麦秸秆更适宜于沼气发酵。     

蒸汽爆破预处理玉米秸秆厌氧发酵实验研究

2.0 Mpa压力下,保留时间60 s,90s和120 s对玉米秸秆汽爆预处理后进行厌氧发酵生产沼气实验,研究汽爆预处理秸秆厌氧发酵规律,探讨提高秸秆厌氧发酵产气量的新工艺.结果表明:蒸汽爆破预处理后的秸秆比未经预处理秸秆中温厌氧发酵的产气量296.8 mL·g-1提高16.8％～63.2％,保压时间为120 s时,秸秆厌氧发酵沼气产量达到最大值428.5 mL·g-1干物质.汽爆处理玉米秸秆厌氧发酵沼气中CH4含量在60％以上,发酵第20d累积产气量达到总产气量的80％,未发生结壳现象,主发酵周期比未汽爆秸秆大大缩短.     

基于LCA方法的秸秆沼气发电和制备生物天然气的环境排放评价

为对比特大型沼气工程沼气资源化不同方式所带来的环境影响差异,文章运用生命周期评价方法(Life cycle assessment,LCA),对特大型秸秆沼气发电工程(日均发电量4万kWh)及生物天然气工程(日产气量1.2万方)进行环境影响评价并比较两者的环境影响及敏感性因素分析。其中包括边界划分、清单分析、各生产阶段的能耗、环境排放计算。根据计算结果显示,沼气发电时,对环境排放影响最大的是秸秆沼气发酵阶段,最敏感因素为单位干物质产气率(mL·g^-1 TS);制备生物天然气时以上两个指标分别为:沼气的提纯过程和沼气提纯技术的选择。从进行能源替代减少环境排放影响的角度来看,生物燃气替代民用散煤要优于沼气发电替代燃煤发电。     

牛粪、鸡粪和稻秆混合的沼气发酵特性与工艺优

采用可控恒温厌氧发酵装置,选用牛粪、鸡粪、稻秆3种原料,按干物质比例0∶2∶1、0.4∶1.6∶1、0.8∶1.2∶1、1.2∶0.8∶1、1.6∶0.4∶1、2∶0∶1混合,研究了各配比在15℃、20℃、25℃、30℃下的厌氧发酵情况.结果表明:随温度升高,各配比产气速率和累积产气量均增大,15℃下发酵周期最长,其他温度对发酵周期影响无显著差异;不同配比下,累积产气量均呈先增大后减小的趋势,牛粪、鸡粪、稻秆3种原料混合的发酵效果显著好于牛粪与稻秆、鸡粪与稻秆2种原料混合的发酵效果,但配比对发酵周期无显著影响.通过模型预测,得到最优工艺组合,在发酵温度为30℃,牛粪、鸡粪与稻秆配比为1.22∶0.78∶1时,可获得最大累积产气量为28308.7mL.     

响应面法优化生物炭与牛粪混合厌氧发酵工艺

为了提高厌氧发酵产气效率,在单因素试验基础上,采用响应面法对厌氧发酵工艺参数进行优化,通过Box-Behnken中心组合试验设计,以厌氧发酵产气量为响应值,研究发酵温度、总固体浓度和生物炭添加量3个因素对厌氧发酵的影响,建立相关数学模型,并进行试验验证。结果表明:3个因素对厌氧发酵产气效率的影响均达到显著水平,最优工艺条件为发酵温度41℃,总固体浓度8.9%,水稻秸秆炭7.9%,在此工艺条件下,厌氧发酵产气量达到2735 mL±37 mL,与预测产气量2693 mL,两者偏差在2.0%以内。因此,所建模型能较好地用于生物炭与牛粪混合厌氧发酵产气量的预测。     

中性纤维素酶促进牛粪厌氧消化性能的研究

试验考察直接添加中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.向厌氧消化体系添加50,100,150,200 FPU·g-1的中性纤维素酶,通过产气数据、发酵终点沼液性质来估计评估中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.中性纤维素酶可以促进牛粪的厌氧消化性能.当酶添加量为50 FPU·g-1时,对牛粪产气没有影响;当酶添加量继续...     

纤维素酶水解技术在大型秸秆沼气工程中的应用

随着经济的迅速发展,环境和资源面临着前所未有的严峻形势,而农作物秸秆发酵制沼气为解决环境污染和开辟新的能源提供了重要途径。在分析国内秸秆沼气利用现状的基础之上,通过利用纤维素酶水解技术对农作物秸秆沼气发酵技术与国内现有秸秆发酵技术进行比较,得出利用纤维素酶水解技术不仅发挥秸秆的产沼潜能,同时缩短水力停留时间,减小建设规模,缩减工程总体投资。纤维素酶水解技术在农作物秸秆沼气发酵上的应用,是一种解决秸秆发酵的简便途径。同时,对中国秸秆沼气发展的潜力及其前景进行了探讨。      

秸秆厌氧干发酵产沼气的微量元素筛选

为研究微量元素对厌氧干发酵产沼气效果的影响,采用Plackett-Burman试验对7种不同微量元素进行优化筛选,以产气效果为指标,筛选对产气量有重要影响的因子。试验结果表明:微量元素对秸秆厌氧干发酵有明显促进作用,最大产气量为7 922mL,比空白组提高76.1%;显著因子为Ni,Mg,Mo。     

猪场沼液/稻草腐解液模拟原位柱淋洗修复铬污染土壤效果研究

实验室模拟原位柱淋洗工艺,以猪粪源沼液、腐解稻草中溶解性有机质(DOM)提取液为淋洗剂,探究其对铬污染土壤洗脱效果,优化了淋洗速度、淋洗液用量及淋洗方式等影响洗因子,并研究了土柱中残留铬浓度纵向分布和洗脱机制.结果表明:猪粪源沼液和腐解稻草中DOM提取液均为修复铬污染土壤的高效绿色淋洗剂,其中猪粪源沼液修复效果更佳.最...     

一体化秸秆沼气发酵反应器设计

针对秸秆沼气发酵过程中存在的秸秆亲水性差、易结壳及进出料难等问题,设计了秸秆沼气发酵反应器。反应器采用两相分离发酵一体化结构,通过沼液循环回流,使秸秆始终处在高水分区域环境,营造良好的厌氧微生物的生存环境,同时在固液两相分离和沼液回流过程中使秸秆在反应器内形成上下流动的状态,从而达到自动搅拌和秸秆破壳功能。另外,在进料口处设置预处理罐,对进料口进行水封,并对物料进行预处理。该反应器结构简单、运行稳定、操作方便、节省动力,实现了预处理、自动破壳及两相一体化秸秆高效发酵沼气的功能,对促进秸秆综合利用、带动秸秆沼气工程的推广具有重要意义。     

牵引式玉米秸秆切割揉碎方捆打捆机设计与试验

针对我国玉米秸秆收储、利用难及现有秸秆收获机械可靠性低、适应性差等问题,从切割揉碎打捆理论与试验研究角度,探明秸秆切割揉碎打捆作业技术。设计了一种对田间直立、铺放或散状整株玉米秸秆可一次性完成切割、揉碎、输送和打捆作业的牵引式玉米秸秆切割揉碎方捆打捆机。对牵引架、切割揉碎装置、网筛式物料导流装置和压缩打捆装置等关键部件进行了结构设计,并开展了样机试制及试验。试验结果表明,样机破节揉碎率91.3%,成捆率99.0%,秸秆捆密度167 kg/m3,规则秸秆捆率95.6%,秸秆捆抗摔率93.5%,样机作业性能良好,符合相关标准要求。研究成果实现了直立、铺放或散状整株玉米秸秆切割、揉碎和打捆一体化技术融合,可为秸秆打捆机的设计提供参考依据。