沼液预处理对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响

为探索不同沼液预处理时间对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响,进一步确定花卉秸秆沼液预处理的最佳时间,文章以云南四大切花混合花卉秸秆为原料,用沼液分别预处理1天,3天,5天,7天后在30℃下进行了批量式恒温沼气发酵实验。结果表明:沼液预处理3天的产气总量最高(预处理5天次之),预处理5天的产气峰值最高,预处理5天的能最快提升沼气含量,且在处理时间内随着预处理时间增加,原料产气速率加快,发酵时间缩短。综合确定花卉秸秆沼液预处理的最佳处理时间为5天。     

户用秸秆沼气技术现状与关键技术优化

秸秆是富碳木质纤维性原料,用于沼气生产,具有原料易收集、发酵周期长、产气潜力大、建设成本低、综合效益好、适合农村发展等特点.目前全国适宜发展户用秸秆沼气的农户约460万户,主要采用“秸秆预处理+序批式进出料”、“秸秆预处理+袋装小进小出料”和“稻草沼液浸泡+序批式进出料”三种发酵工艺.在采用复合菌剂和沼液对秸秆进行预处理的基础上,采用“抓吸出料一体车”清理发酵后的秸秆残渣和沼液,解决了制约秸秆沼气产气和出料的技术瓶颈问题.     

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。     

高温厌氧消化处理餐厨垃圾试验研究

以食堂餐厨垃圾为原料,经分拣及粉碎预处理,按一定比例投入50 L厌氧反应器。利用大型秸秆沼气中温厌氧反应器内沼液作为接种菌种,控制厌氧消化温度在55℃±0.5℃,连续监测系统pH值,沼气产量及沼气成分,进行餐厨垃圾的产气性能及规律评价试验。研究结果表明:采用中温沼液作为菌种经缓慢升温驯化,经30天连续厌氧试验,每吨含水率16.7%的餐厨垃圾可降解产生107~111 m3沼气,沼气中甲烷含量约53%,硫化氢含量低于150 mg·m-3。餐厨垃圾厌氧消化初期酸化迅速,设计及调试过程中应控制进料有机负荷。     

水压式沼气产生器的破壳装置

沼气产生过程就是一个物质与能量多重循环利用的过程,在此过程中水压式沼气产生器存在沼液结壳现象,影响产气效果.为此,在水压式沼气产生器的工作原理基础上,对破壳原理进行了研究,设计了风力机械搅拌自动破壳装置.试验结果表明,此破壳装置有较好的破壳效果.     

干湿耦合厌氧发酵工艺设计与发酵特性试验

针对目前大中型沼气工程存在原料单一及沼液沼渣处理难的问题,提出了干法发酵与湿法发酵相结合的干湿耦合厌氧发酵工艺,即畜禽粪便采用湿发酵,将湿法发酵产生的沼液沼渣与秸秆混合进行干法发酵.并研究了干湿耦合比例——沼液沼渣与秸秆比例(BRSR)及干法发酵渗滤液回流对发酵特性的影响,结果表明,随着湿干比例的增加启动时间缩短、产气量增加;干法发酵的渗滤液总固体质量分数为1％以下,达到了固液分离的效果,有利于循环利用和喷淋,解决了湿法厌氧发酵沼液沼渣处理难的问题,实现了沼液的循环利用.     

秸秆沼气反应器材料比较与结构优化

我国是农业大国,每年大量的农作物秸秆露天焚烧导致严重的环境问题。秸秆沼气化利用可有效处理废弃物,并生产清洁能源—沼气。但现有秸秆发酵装置,在建筑技术和反应器设计等方面存在诸多问题,使其容易出现建设质量不高、进出料堵塞、发酵效率低、不能长期稳定运行等问题。文章从发酵装置入手,比较选出适于农村大面积推广的反应器制作材料—玻璃钢塑料;分析比较现有农作物秸秆厌氧发酵装置,认为"高浓度大颗秸秆沼气发酵装置"性能更好,适合于农村推广,对其结构提出改进意见,以期提高秸秆发酵效果。     

沼液回流比与有机负荷对秸秆厌氧发酵特性的影响

以混合秸秆为唯一原料,混合接种瘤胃液与污泥,在半连续固态进料反应器中研究不同回流比和有机负荷组合对甲烷产率、发酵特性的影响。结果表明,在6个阶段中,当有机负荷(OLR)为4 g/(L·d),回流比为1∶1时,甲烷平均产率达到了768 m L/(L·d);单位秸秆TS产甲烷量为202 m L/g,具有明显成本优势。当OLR升高到6 g/(L·d)时,VFA积累明显,丙酸质量浓度高达6.54 g/L,并且出现丁酸的积累;该阶段氨氮质量浓度明显升高,达到了632.51 mg/L。固渣中纤维素和半纤维素在第2阶段降解程度最高,降解率达到了88.81%,而水解酶活和产甲烷效率的变化相关。通过三维荧光光谱分析,发现沼液中类酪氨酸产物、辅酶F420及腐殖酸类有机物的变化受回流比和有机负荷的影响,能直接反映产甲烷和发酵特性,而且腐殖酸类物质的积累是产甲烷作用受到抑制的重要原因。因此,合适的回流比和有机负荷对秸秆沼气工程长期稳定运行尤为关键。     

鸡粪与玉米秸秆混合“干-湿两相”厌氧发酵启动研究

目前我国的厌氧发酵沼气工程多是单一物料和单相发酵,产气效率不高。针对这一问题,试验利用干发酵和湿发酵各自优势,研究了两相厌氧反应器对玉米秸秆和鸡粪不同配比情况下厌氧发酵的启动过程。产酸相选用TS浓度20%的干发酵,产甲烷相选用TS浓度3%的湿发酵,发酵温度均为37℃±1℃。试验结果显示两相反应器均能较快完成启动。产酸相启动试验中纯秸秆组、混合组和纯鸡粪组的产酸相停留时间(HRT)分别为4天,6天和9天。产甲烷相启动试验中纯秸秆组、混合组和纯鸡粪组的产甲烷相启动时间分别为23天,21天和15天。     

沼液回流提升推流式厌氧反应器运行效果研究

为了研究沼液回流对推流式厌氧反应器(PFR)厌氧消化效率的影响,文章采用有效容积为36 L的PFR,以牛粪为底物,进料浓度TS为7～10%,发酵温度38℃±1℃,水力停留时(HRT)为20 d条件下连续运行100 d。结果发现:50%的沼液回流能够提升反应器产气效率,在沼液回流运行期,日产气量最高达到57.92 L·d~(-1),容积产气率为1.58 L·L~(-1)d~(-1),甲烷含量为68.9%。平均挥发性有机物产气率为433.03 L·kg~(-1) VS (干物质产气率为366.99 L·kg~(-1) TS),相比于未回流沼液运行期提升42.46%,底物转化效率提高了17.84%。通过对沼液回流运行期的微生物群落组成分析可以看出,细菌主要以Firmicutes和Bacteroidetes具有降解纤维类及大分子的水解酸化菌为主。古菌则以Methanothrix和Methanospirillum为绝对的优势产甲烷菌为主。该研究结果可为以牛粪为原料的大型沼气工程提高整体效率和能量输出提供基础参考数据。     

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。      

谷物脱粒-秸秆粉碎一体机的设计与试验研究

针对新疆南疆地区谷物秸秆利用率低、无法实现谷物脱粒和秸秆粉碎一体化作业等问题,研制了一种谷物脱粒-秸秆粉碎一体机,主要由喂入装置、脱粒装置、粉碎装置和清选装置组成.喂入装置的设计可以防止物料在储料凹腔中发生堵塞,提高了喂入效率.以滚筒转速、脱粒间隙为试验因素,以未脱净率为试验指标进行正交试验,结果表明:影响脱净率的较优...     

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.     

秸秆类原料与粪便按比例混合发酵产沼气试验

以秸秆为主要原料发酵产沼气,既能缓解甘肃省秦安县户用沼气池粪便原料短缺的问题,也是解决农村能源问题和秸秆资源综合利用的一种重要途径。为了探索出秸秆类原料与粪便混合进行发酵产沼气的有关规律,项目组在剪湾村开展单因素试验研究,利用归纳总结的方法,综合对比试验数据,掌握秸秆类原料与粪便混合发酵产沼气的最佳比例,为秦安县沼气事业的发展提供科学依据。      

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。     

玉米秸秆生产沼气研究概况及关键技术

我国是农业大国，年产出农作物秸秆量较大，其中玉米秸秆产量最大，但资源化利用率较低。该文在分析玉米秸秆生产和利用现状的基础上，介绍了玉米秸秆生产沼气的研究概况，阐述了玉米秸秆生产沼气的关键技术，包括预处理技术、干发酵技术及混合物料发酵技术，并对玉米秸秆生产沼气前景做了展望，为进一步促进玉米秸秆综合利用提供参考。      

我国秸秆沼气预处理技术的研究及应用进展

我国秸秆资源丰富,但目前利用率较低,发展秸秆沼气是提高秸秆利用率的有效途径,也是推动我国沼气事业发展的必要选择.秸秆由于其自身性质,造成沼气发酵过程中一系列的技术难题.目前普遍认为好的秸秆预处理方式不但能克服这些难题,还能有效地提高秸秆厌氧发酵的消化率和产气率.文章主要介绍了目前研究较多的秸秆沼气预处理方式及其优缺点,...     

新型沼气断状秸秆液料潜水电泵设计与试验

针对传统潜水电泵在沼气液料输送过程中存在的缺陷,研制了一种适用于沼气断状秸秆液料输送的新型无堵塞污水潜水电泵,解决了沼气液料输送过程中加料设备易堵塞、成本高和产气效率低等问题。该新型电泵具有良好的物料切割系统,切割装置在泵壳下端固定切割板上,切割板下端设有环状外切割刀,割刀中间设有旋转螺旋刀片,形成了对进口秸秆液料水平和垂直方向的切割作用;固定切割板上端面设有环状切割凹槽,叶轮旋转时对物料形成二次切割,使液料流动更流畅。潜水电机部分设计了内循环冷却装置,改变了传统潜水电泵不能长期在非潜水状态下使用的技术难题。      

芦苇秸秆中温发酵产沼气的实验研究

文章以新鲜芦苇秸秆为发酵原料,分别对其进行打碎和切碎预处理,在恒温30℃条件下进行全混合批量式沼气发酵实验。实验结果表明,两种预处理方法的发酵时间均为62 d,芦苇秸秆打碎处理的TS产气率和VS产气率分别为467 mL·g^-1和570 mL·g^-1,芦苇秸秆切碎处理的TS产气率和VS产气率分别为560 mL·g^-1和685 mL·g^-1,芦苇秸秆切碎处理的产气潜力明显大于芦苇秸秆打碎处理,且芦苇秸秆切碎处理的甲烷含量也较前者高。说明将进行芦苇秸秆切碎处理有利于它发酵产沼气,发酵产出的沼气品质较好。     

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。