甘蔗叶干法厌氧发酵工艺研究

为实现甘蔗叶的能源化利用,采用干法厌氧发酵方法研究发酵原料总固体含量为20%时,不同接种量、草粪比以及发酵温度对甘蔗叶产气量和产甲烷的影响。结果表明：接种量在30%和40%时发酵可以正常启动,接种量为40%时总产气量最高,但发酵后期甲烷含量下降很快;草粪比为1∶1和2∶1时总产气量高,甲烷含量均在60%以上,产气效果明显好于草粪比为1∶0的处理组;发酵温度为35℃时,总产气量和甲烷含量最高,发酵温度为30℃和40℃时总产气量相差不大。甘蔗叶干法厌氧发酵产沼气效果较好的工艺参数为：接种量30%、草粪比1∶1和发酵温度35℃。各处理组在甲烷含量达到最高值之前,甲烷含量与发酵时间之间呈现很强的线性相关性。产气高峰过后,虽然日产气量明显下降,但气体中甲烷含量下降幅度不大。     

低温沼气干发酵高效产甲烷复合菌系的选育

将7个不同低温厌氧环境样品接种到TS 30%的发酵底物中,在19℃±0.5℃低温条件下驯化,筛选出三组适宜干发酵的低温产甲烷复合菌系。甲烷含量为65.35%,63.75%,65.80%,总产气量为15840 mL,14910 mL,16650 mL,甲烷含量达到50%以上时的累积产气量分别占总产气量的76.45%,73.84%,84.93%,池容产气率为0.87 L.L-1d-1,0.9 L.L-1d-1,0.93 L.L-1d-1。三组复合菌系使低温沼气干发酵的启动期提前、池容产气率和甲烷纯度提高。     

秸秆与粪便不同配比发酵产沼气试验研究

本试验以秸秆与粪便的不同原料配比,设置十个处理进行沼气发酵试验。通过对比启动时间、总产气量、TS产气率及甲烷含量等参数,以探讨最佳的原料配比。结果表明:秸秆比例过大或过小生产沼气的效率均不高,只有50%秸秆与50%粪便配合时,其总气量,TS产气率及甲烷含量才达到最高。秸秆原料可完全替代粪便生产沼气,但必须进行前处理,且发酵启动慢,比纯粪便原料慢了3～10天,产气高峰期也推迟了15天左右,但产气持续时间较长,可达6个月左右。     

牛粪高浓度批次厌氧发酵试验研究

在试验室条件下,对牛粪高浓度批次厌氧发酵进行试验研究,考察发酵温度、干物质含量和接种率对牛粪高浓度厌氧发酵效果影响。试验结果表明:牛粪高浓度厌氧发酵在工艺上是可行的;高温55℃厌氧发酵较中温35℃厌氧发酵产气快,发酵周期短,但能耗高,二者总累计产气量相近;高温厌氧发酵第15d累积产气量基本都达到了总产气量的95%以上;接种充分和发酵条件适宜条件下,干物质含量TS对累计干物质产气率影响较小,高浓度厌氧发酵可以有效提高反应器效率,且节水节能;随着接种率增大,高温高浓度厌氧发酵启动越迅速,平均日产气量越高,产气速度越快;接种率为30%时,第15d累计产气量为5 113mL,相当总产气量97%。     

接种量对农牧业混合原料干发酵产气性能的影响

为了更高效、环境友好化地利用甘肃省玉米秸秆和甘蓝尾菜等生物质资源,文章研究接种量对混合原料干发酵过程产气性能与启动速度的影响。试验在中温(37℃±1℃)TS为20%条件下,不同数量接种污泥与牛粪玉米秸秆或牛粪甘蓝菜叶混合后的干发酵过程,监测了接种量分别为20%,30%,40%时pH值、氨氮含量、日产气量、甲烷含量、累计产气量和累计产甲烷量等参数变化。结果表明:当接种污泥与牛粪玉米秸秆混合时,接种量40%的混合原料干发酵累计产气量最高,为207.46 L,平均甲烷含量52.2%,日最高产气量为11.76 L,日平均容积产气率为1.09 L·L^-1;当接种污泥与牛粪甘蓝叶混合时,接种量为30%的混合原料干发酵累计产气量最高,为159.96 L,平均甲烷含量47.8%,日最高产气量为8.90 L,日平均容积产气率为0.84 L·L^-1;除20%接种量与牛粪玉米秸秆混合试验组第3天才开始产气外,其余干发酵均在第1天就开始产气;由于接种污泥的缓冲作用,所有厌氧干发酵过程中氨氮含量一直低于1500 mg·L^-1,没有发生厌氧反应被抑制的现象。混合原料恒温干发酵可以实现生物质资源更合理的应用。     

芦笋秸秆预处理与厌氧发酵制取沼气试验

为了促进芦笋秸秆原料沼气发酵系统的产气效果,利用NaOH在无流动水的条件下对芦笋秸秆进行了碱性化学预处理,并在小型沼气发酵装置上以不同预处理时间、粒径和NaOH溶液质量分数对芦笋秸秆木质纤维素的变化及产沼效果的影响进行了试验研究。结果表明,预处理时间15~20d比不经预处理的试验组启动时间提早10d;芦笋秸秆粉碎和切割后,不经筛分的试验组比经过筛分后的试验组启动时间提早5~15d,发酵周期缩短23d;5% NaOH处理的试验组比NaOH 10%处理和不使用NaOH处理的试验组总产气量分别高453.82%和84.58%。综合比较,预处理时间15~20d、不经筛分和5% NaOH处理的条件下是较优的工艺条件,沼气发酵后其甲烷体积分数最高达70%,pH值大于7.5,均在正常范围内。     

芦笋秸秆预处理与厌氧发酵制取沼气试验

为了促进芦笋秸秆原料沼气发酵系统的产气效果,利用NaOH在无流动水的条件下对芦笋秸秆进行了碱性化学预处理,并在小型沼气发酵装置上以不同预处理时间、粒径和NaOH溶液质量分数对芦笋秸秆木质纤维素的变化及产沼效果的影响进行了试验研究.结果表明,预处理时间15～20 d比不经预处理的试验组启动时间提早10 d;芦笋秸秆粉碎和切割后,不经筛分的试验组比经过筛分后的试验组启动时间提早5～15 d,发酵周期缩短23 d;5% NaOH处理的试验组比NaOH 10%处理和不使用NaOH处理的试验组总产气量分别高453.82%和84.58%.综合比较,预处理时间15～20 d、不经筛分和5%NaOH处理的条件下是较优的工艺条件,沼气发酵后其甲烷体积分数最高达70%,pH值大于7.5,均在正常范围内.     

药用活性炭再生处理及对秸秆沼气发酵的影响

活性炭作为发酵吸附剂应用于沼气发酵过程,可缩短发酵时间,提高沼气产量,但因活性炭成本较高,难于在实际生产中广泛使用。文章研究将制药工业中使用的活性炭,通过再生处理后运用于沼气发酵,既解决了药用活性炭的污染问题,变废为宝,为废弃药用活性炭找到新去处,又能降低沼气的生产成本,提高产气量。结果表明:在水稻秸秆与玉米秸秆的发酵过程中,采用再生的药用活性炭混合体系,能够对提高发酵总产气量起到显著效果,使用再生活性炭混合物作为发酵添加剂的累积产气量,比使用新活性炭发酵总产气量分别提高了20.5%和19.8%;比使用未再生的活性炭发酵总产气量分别提高47.6%和44.7%;比不使用活性炭发酵总产气量分别提高65.4%和56.5%。     

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.     

魔芋废弃物干发酵试验研究

在l5℃,25℃,35℃条件下,采用批式沼气发酵装置,研究了温度对魔芋废弃物干式发酵过程的影响,分析了魔芋废弃物干式发酵的可行性.结果表明,在发酵液TS为20%的条件下,35℃比25℃,15℃产气速率分别提高l1.2%和33.9%..5℃条件下具有明显优势,在10 d左右产气便能达到总产气量的90%,产气高峰时沼气中甲烷含量可达65.4%,TS,VS产气率分别为433 mL·g-1,566 mL· g-1.魔芋废弃物干发酵过程中,没有出现酸抑制和氨抑制的现象,可以作为沼气发酵原料直接进行干式发酵.     

不同含固率和接种比对尾菜厌氧消化的影响

文章通过尾菜中温批式厌氧消化实验,研究不同含固率(4%,8%)和接种比(RI/S=0.8,1.0,1.2)对尾菜厌氧消化产气特性的影响。结果表明,累计甲烷产量随含固率的提高而增加,随接种比的提高而降低,在含固率为8%,接种比为0.8时,累计甲烷产量最大,达到253.81 mL·g^-1VS。含固率一定时,接种比越高,越有利于缩短厌氧消化周期,但会降低累计甲烷产量;接种比一定时,含固率越高,产甲烷延滞期越长,累计甲烷产量越高。厌氧消化第9天各处理组均开始出现不同程度的丙酸积累现象,含固率为8%,接种比为0.8时,丙酸浓度最高可达1981.522 mg·L^-1。含固率越低,接种比越高,越有利于丙酸降解。厌氧消化第33天时,各处理组丙酸全部被转化利用。     

发酵液循环对互花米草沼气发酵的影响

互花米草产沼气属于固态发酵，发酵过程介质传递效果差，并且很难通过传统搅拌技术得到克服。本文通过试验，研究发酵液循环促进互花米草沼气发酵过程中介质传递，提升发酵效率的可能性。试验设置发酵液循环和无循环两组，反应温度控制在（35±2）℃，反应周期45天。结果表明，发酵液循环对互花米草沼气发酵的产气速率、总产气量和原料利用率等方面均有较大的积极效果。发酵液循环组第9天就达到产气峰值，比无循环组早13天；发酵液循环组总产气量达到49270ml，比无循环组多6125ml，高出14.17％；日累积达50％和60％总产气日期，发酵液循环组比无循环组分别前移8天和7天。产气趋于完成时开始出现维持性低水平产气，其出现的时间发酵液循环组在第23天，比无循环组提前4天。此外，发酵液循环组的发酵过程也比无循环组相对稳定和呈规律性。     

不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析

为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm²(N)、99 kg/hm²(N1,减氮10%)、88 kg/hm²(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO₂排放强度和CH₄排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO₂排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO₂排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO₂排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37～489.00 g/m^2<...     

有机溶剂预处理对麦秆厌氧发酵产气的影响

目前,通过对秸秆进行化学预处理后产沼气的研究越来越多,其中以酸碱作为预处理试剂最为常见,但酸碱试剂对设备腐蚀较严重且对环境造成二次污染,故试验选择在厌氧发酵过程中可以被微生物分解的有机溶剂甲醇、丙酮进行预处理。为此,利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以小麦秸秆为发酵原料,通过p H值、VFA、甲烷含量、还原糖等指标分析了秸秆经不同浓度的甲醇、丙酮处理后其厌氧发酵产气效率的变化。结果表明:浓度为3%、4%、5%的甲醇、丙酮预处理后的秸秆的累积产气量较对照组均有所提高。其中,5%丙酮处理秸秆后的发酵效果最好,较对照产气量增加了81%;经5%甲醇处理组的秸秆甲烷含量达到68%。     

化学强化初沉污泥厌氧消化产甲烷潜力研究

该试验以化学强化初沉污泥为研究对象,采用中温/高温(35℃/55℃)厌氧消化方法,研究采用化学一级强化处理工艺(CEPT)产生的化学强化初沉污泥厌氧消化产甲烷效果,并对比化学强化初沉污泥在中温、高温工况的厌氧消化产甲烷性能,明确适合化学强化初沉污泥的处理工艺.研究结果表明,化学强化初沉污泥单位VSS累积产甲烷量和VSS...     

基于卧式厌氧装置的稻秸高固态消化与甲烷菌变化研究

针对单一稻秸高固态厌氧消化长期运行不稳的问题,接种瘤胃内含物和厌氧污泥,在卧式反应装置中研究3个有机负荷(OLR)下消化特性。结果表明,体系最高容积产气率达到了1.04 L/(L·d)。当OLR为2.26 g/(L·d)时,甲烷体积分数均值为54.39%,甲烷产率为280.90 m L/g,达到了稻秸理论产值的80.29%。卧式装置中半纤维素和纤维素最高降解率分别达到了49.71%和31.25%;纤维素酶活性显著提高,有利于纤维素的降解。当OLR升高到2.47 g/(L·d)时,氨氮质量浓度均值达到了1 082.63 mg/L。固体样品中嗜氢型Methanobacteriales数量从1.70×10~9拷贝数/g下降至1.04×10~6拷贝数/g;而嗜乙酸型Methanosarcinales数量从7.89×10~6拷贝数/g增加至9.44×10~6拷贝数/g,甲烷产率下降为256.54 m L/g。此时厌氧装置中丙酸质量浓度均值达到了253.32 mg/L。从而明确了稻秸高固态体系中产甲烷菌结构的变化。     

藻类的产甲烷及烃潜力实验

研究了螺旋藻在厌氧条件下的发酵状况,在PH6和PH8分别有单位样品最大总产气量（70．86ml.g^-1)和甲烷量（11．62mg.g^-1）,3价铁对产甲烷有明显影响,一部分碳向成烃方向转化成烃中间产物氯仿沥青“A”有明显增加。     

接种物特性对牛粪高温厌氧发酵的影响

为了提高牛粪高温厌氧反应体系CODCr和BOD5去除率及产气速率,对混合污泥(V二沉污泥:V消化污泥=1:1)和单种污泥培养的接种物分别与14.7%的牛粪料液混合,进行了厌氧发酵特性的研究.探索了高温条件下接种物对牛粪厌氧发酵的影响.结果表明,在物料浓度一定的条件下,混合污泥培养的接种物厌氧体系的产气量高于单种污泥培养接种物的厌氧体系.该体系的CODCr和BOD5的去除率分别为70.6% 和61.9%,产气量达 330.4mL/gCODCr,而且厌氧发酵启动速度快,pH值变化范围小,产气过程平稳.     

模拟生物反应器填埋场产气特性随时间变化规律研究

通过模拟生物反应器填埋场实验,就渗滤液回灌频率、回灌前对渗滤液进行加热、厌氧污泥接种等不同操作运行要素对生物反应器填埋场产气随时间变化的特性进行了研究.结果表明,回灌前对渗滤液进行加热、厌氧污泥接种都能加快生物反应器填埋场的产气进程,而较低的渗滤液回灌频率有利于生物反应器填埋场快速进入产甲烷阶段,但不利于填埋垃圾的最终稳定.     

牛粪厌氧发酵污泥回流试验

为提高两阶段厌氧发酵系统的效率,对混合使用在线活性污泥与后储罐最佳活性时段污泥的污泥回流工艺进行了研究。综合回流试验以进料质量分数、日进料量和污泥回流比为影响因素,以COD去除率、产气量为评价指标,采用二次回归旋转试验设计,研究COD去除率和产气量在各参数影响下的变化规律。结果表明：进料质量分数、日进料量和污泥回流比是影响两个评价指标的主要因素,其中混合污泥回流量的影响显著;试验得出该厌氧发酵系统的最优工艺参数为进料质量分数8.21%、日进料量7.15L/d、污泥回流比30%。