温度与pH对静态厌氧发酵产甲烷的影响

[目的]筛选静态厌氧发酵产甲烷的最佳试验条件.[方法]自行研制甲烷厌氧发酵装置生物反应器,以牛、兔和熊的粪便为发酵物料,对甲烷产生的最适温度、物料发酵初始pH以及物料的初始碳氮比对甲烷产生的影响进行研究.[结果]发酵温度为35℃,物料的初始pH为7时可获得最大的甲烷产量,牛粪的碳氮比最适合发酵产甲烷气.改变发酵温度和物料初始pH对总产气量有影响,但对发酵周期影响不大.[结论]该研究可为利用家畜粪便制造沼气提供理论依据和参考.     

温度对紫茎泽兰茎秆产沼气的影响

以2种不同预处理后的紫茎泽兰茎秆作为直接发酵原料,对厌氧发酵在不同温度条件下(25~50℃)产气情况以及对原料的利用情况进行比较,结果表明:(1)中温条件(25~35℃)是发酵的最佳温度,发酵产气量与产甲烷率随温度升高而上升;40~45℃不利于发酵微生物(包括非产甲烷微生物与产甲烷微生物)的发酵作用;50℃时,嗜热菌生长良好,产气量与产甲烷率得到恢复。(2)发酵甲烷直接利用对象主要是半纤维素,温度上升不利于发酵微生物对木质纤维的水解,所以粉状原料较杆状原料更适合发酵产甲烷。本试验条件下,粉状原料30℃时产气与产甲烷最佳,TS(总固体)与VS(有机干物质)产气率与产甲烷效率分别为152.8 L/kg TS、74.3 L/kg VS。     

提高低温沼气发酵效果的研究

为了促进寒区沼气生产,通过在低温条件下对产甲烷菌群的传代富集,以及沼气促进剂的投放,研究提高低温沼气发酵的效果。结果表明:第一代累计产气量100.0 mL,甲烷含量为45%左右,第五代为338.3mL,第六代则达到了367.7mL,甲烷含量也增至65%以上;在第五代中筛选出的高效产甲烷菌群中投入促进剂,累计产气量可达到428.0mL,增加产气率达40%以上,甚至超过了第六代产气效果16.4%。可见,随着代数的增加,菌群数量、产气量均相对增加,启动时间逐渐缩短;而沼气促进剂也能够增加甲烷发酵的效率,从而大幅提高产气量。     

黄丝藻提油藻渣与牛粪共厌氧发酵研究

以黄丝藻(Tribonema minus)提油后剩余藻渣为原料,与牛粪混合进行厌氧发酵。结果表明,藻渣与牛粪混合发酵工艺能使发酵液维持在适于厌氧发酵菌群生长的pH环境。在藻渣和牛粪混合比为4∶6的厌氧发酵体系下,累计产气量(783 mL)、产甲烷速率[9.8 mL/(d·g VS)]均为最大,日产气量(86 mL/d)和累计产甲烷量(88.07 mL/g VS)较高,发酵滞留时间最短(2.1 d)。     

光合产氢菌群生长特性的研究

[目的]研究光合制氢过程中光合产氢菌群生长繁殖与环境条件,为大规模培养条件的优化提供依据。[方法]研究光合产氢菌群在不同温度、接种量、光照强度、pH值等培养条件下生长状况。[结果]光合产氢菌群比较适宜的生长条件为:温度30℃,光照强度大于1 000 lx,pH值7左右,接种量10%。[结论]光照强度、温度和pH值对光合产氢菌群生长的影响较大,接种量对光合产氢菌群生长的影响较小。恒光照是保证光合产氢菌群生长的重要条件。     

低温玉米秸秆与猪粪、牛粪混合厌氧发酵的初步研究

采用自行设置的小型可控性恒温厌氧发酵装置,利用自主驯化的低温发酵菌群,分析在15℃条件下猪粪、牛粪与玉米秸秆混合发酵过程中的各项指标变化.结果表明,牛粪与玉米秸秆4个处理比猪粪与秸秆处理启动快,pH值在发酵过程中有个先降低后升高的过程,猪粪与秸秆混合发酵总产气量高于牛粪与秸秆混合发酵总产气量,猪粪与秸秆混合发酵总甲烷气体产气量高于牛粪与秸秆混合发酵总甲烷气体产气量.     

沼气发酵复合菌系的筛选及培养条件优化

利用限制性培养技术,构建了1组35℃下遗传稳定的、产甲烷量高的沼气发酵复合菌系。采用单因素及正交试验分析方法,研究了pH、接种量、底物浓度三个因素的培养条件对沼气复合菌系甲烷产率的影响。试验结果表明,在单一因素的影响下,发酵初始的pH值为7.0,接种量为10%,底物浓度为8%时产甲烷效果最好。采用正交试验进行培养条件的优化组合试验分析,确定最佳的沼气复合菌系发酵条件为:以牛粪为底物,复合菌系接种量5%,底物浓度为10%,pH自然,培养温度为35℃。     

春季如何提高沼气池温度

温度是影响沼气发酵产气量的关键外因条件,温度适宜则细菌繁殖旺盛,活力强,厌氧分解和生成甲烷的速度快,产气多。农村沼气池靠自然温度发酵,属于常温发酵(10～26℃),温度越高,产气越好,低于10℃时的产气量微乎其微。一、春季沼气池温度变化特点沼气池温受气温、地温影响,     

黄腐植酸对泥炭产甲烷的影响

为研究泥炭自有成分黄腐植酸对泥炭产甲烷的影响,提升甲烷产量,在草本泥炭产甲烷发酵反应系统中分别加入0(CK)、5(T5)、10(T10)、50(T50)和100 mg·L^-1(T100)黄腐植酸,分析为期43 d发酵反应过程中的总产气量、日产气量、还原糖含量、挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFA)含量和pH的变化规律。结果表明,CK处理的甲烷总产量为16.57 mL·g^-1,T5、T10、T50、T100处理的总产气量分别为21.23、15.55、15.30、11.45 mL·g^-1,其中T5处理的甲烷总产量最高,为CK的1.28倍。各发酵组均于第8或第9天达到产气峰值,其中T5处理在第9天达到1.81 mL·g^-1的产气量最高峰,是CK处理的1.70倍。且添加黄腐植酸可促进还原糖和VFA降解,同时使发酵系统的pH更适于产甲烷菌生存。综上所述,泥炭自有成分腐植酸中可溶于水的黄腐植酸对泥炭产甲烷具有显著促进作用。     

粪秆结构配比厌氧发酵中pH、VFA与产气效果的关系

为探索发酵原料产气量与pH值、挥发性脂肪酸之间的关系,确定最佳原料配比以及发酵温度是关键.通过试验在恒温条件下以不同配比的鸡粪、麦秆混合物为原料,在25～40℃范围内进行厌氧发酵,研究pH值和挥发性脂肪酸对沼气产量的影响.结果显示,在约50 d的发酵过程中,以40℃、鸡粪和麦秸3:1处理的(简称鸡麦3:1)累积产气量最高,达11492mL,25℃、鸡麦3:1处理的累积产气量最低,为6227mL.在25、30℃发酵条件下,随着麦秆比例的增加,产气量逐渐增加;在35、40℃发酵条件下,随着麦秆比例的减少,产气量逐渐增加.pH值与日产气量成正比,而挥发性脂肪酸与日产气量成反比.     

酒糟和果渣厌氧发酵产沼气特性研究

酒糟和果渣的优化处理是实现废弃物资源化利用的基础.探求酒糟和果渣厌氧发酵特性,以期为解决酒糟、果渣的清洁处理及再利用问题提供理论依据.试验采用自行研究设计的可控性恒温厌氧发酵装置,分别以工厂产生的果渣和酒糟为原料,常温厌氧发酵池的底物为接种物,在25～45℃温度范围内,每5℃设1个温度梯度进行试验.结果表明:2种原料在...     

鸡粪与玉米秸秆混合发酵沼气产量影响因子研究

为探索物料配比、发酵温度、初始发酵浓度与产气量之间的关系以及各因素的重要性,通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆和鸡粪混合物为原料,在20、25、30、35、40℃下按不同干物质配比及初始发酵浓度分别进行厌氧发酵,分析不同物料配比、发酵温度、初始发酵浓度对发酵过程中pH值、累积产气量和TS产气量的影响,并对影响沼气发酵的各因子进行重要性排序。结果表明,物料配比、初始发酵浓度和发酵温度是影响产气量的重要因子,鸡粪与玉米秸秆2∶1、初始发酵浓度为20%时沼气产量最大;发酵温度在35℃左右时,各处理均能达到最优发酵效果;各因子对沼气产量影响的重要性依次为温度>初始发酵浓度>配比。因此,适当调整发酵温度以及初始发酵浓度将会有效提高沼气发酵利用效率。     

秸秆厌氧发酵条件优化的研究

采用批式厌氧消化技术和排水集气法,以沼液为启动菌源,在室内分别模拟中温条件下(35℃)不同长度和不同接种量的麦秆和玉米秆产气量、甲烷含量和二氧化碳含量。结果显示,麦秸秆在长度<0.5cm、接种量为10%时产气量和产气质量达到最优;玉米秸秆在长度为0.5～1cm时产气量和产气质量达到最优效果。     

沼气发酵微生物低温驯化研究

[目的]研究6℃低温处理对沼气低温发酵微生物菌群产气特性及菌群数量变化的影响。[方法]利用生化培养箱控制温度条件,采用批量发酵、排水集气知MPN计数法,了解6℃条件沼气发酵器中的主要微生物菌群的数量。[结果]结果表明：通过6℃低温驯化,沼气发酵微生物菌群能维持日平均产气量为23．6ml／2500ml发酵液;发酵细菌数量为3×10^8个／ml,纤维素分解菌为9×10^4个／ml;硫酸盐还原菌数量为1．9×10^5个/ml,其种群数量与常温条件相近;产甲烷菌数量为4×10^5个／ml,比常温条件低2个数量级。[结论]发酵体系中,低温主要影响产甲烷菌群。     

巨菌草高温发酵产沼气的初步研究

巨菌草是一种光合作用效率很高的能源植物,用来发酵产沼气潜力很大。该研究以巨菌草为发酵底物,从菌群富集、堆沤预处理和发酵过程对其进行了高温发酵产沼气的初步研究。共富集得到了4个高温发酵巨菌草产沼气菌群,其中从牛瘤胃内容物中富集得到的4号菌群产气效率最高,15d的积累产沼气量达到了373.1 mL/g TS。实验结果表明:利用沼液对巨菌草进行堆沤处理效果较好,15d的积累产沼气量为406.5 mL/g TS;接种量为64%时产气持续性好,15d积累产沼气量可达442.6 mL/g TS;最佳起始碳氮比为21.5;添加氯化铵的巨菌草发酵启动早于添加尿素的发酵1～2d。该文为规模化利用巨菌草高温发酵产沼气提供了参考。     

不同预处理方法对麦秆厌氧消化产气特性的影响

【目的】探索不同的生物和化学预处理方法对麦秆厌氧发酵产气的影响,为提高麦秆能源转化率提供依据。【方法】采用自行设计的可控恒温发酵装置,以经生物（复合菌剂、糖酵酶、沼液）和化学（NaOH（添加量为60 g/kg）和氨水(20 mL/L)）方法预处理过的麦秆和未处理麦秆（CK）为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体（TS）质量分数为8%的条件下进行批次厌氧发酵（35 ℃）,分析复合菌剂、糖酵酶、沼液、NaOH和氨水对麦秆厌氧发酵产气量、甲烷含量和pH值变化的影响,并对其产气指标（干物质产气率、挥发性干物质（VS）产气率和甲烷平均含量）进行比较。【结果】各预处理方法均可明显提高麦秆的日产气量峰值,并可提早产气高峰的出现时间。各处理总产气量的高低顺序为：NaOH＞复合菌剂＞糖酵酶＞沼液＞氨水＞CK;与CK相比,不同生物和化学预处理方法可提高麦秆产气量5.85%～48.16%,提高甲烷平均含量15.06%～39.47%。经NaOH预处理的麦秆发酵后总产气量为12 620 mL,比CK提高了48.16%;甲烷平均含量为46.8%,比CK高出39.47%。随着发酵时间的延长,所有处理pH均呈先下降后升高直至趋于稳定的变化趋势。经NaOH处理的麦秆发酵后TS、VS产气率显著高于其他处理(P＜0.05)。【结论】用NaOH（添加量为60 g/kg）对麦秆进行预处理后在35 ℃下厌氧发酵,可以有效提高麦秆的产气量。     

哈密瓜皮发酵产沼气潜力研究

[目的]探讨哈密瓜皮作为沼气发酵原料的资源化利用可行性.[方法]以哈密瓜皮为发酵原料,在恒温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、pH等指标.[结果]整个发酵过程哈密瓜皮总产气量3 575 ml,TS产气潜力为782 ml/g（TS）,VS产气潜力874 ml/g（VS）,且发酵前后pH变化不大,维持在沼气发酵的较佳范围内.[结论]哈密瓜皮具有较好的产气潜力,是沼气发酵原料的新选择.     

中、高温酸化两相厌氧发酵处理牛粪的试验

通过中、高温酸化两相厌氧发酵处理牛粪,探讨中、高温酸化(中温酸化35℃、高温酸化55℃)处理牛粪对产酸相挥发性脂肪酸(VFA)和产气特性的影响。结果表明,和高温酸化相比,中温酸化在产气速度、VFA等方面有优势,二者总产气量无显著差异。由于高温酸化需要消耗较多的能源在经济上不利,因此在两相厌氧处理畜禽粪便方面,中温酸化更有优势。     

低温沼气功能菌群的选育与试验

通过低温定向培养,从高纬、高寒野外厌氧环境样品和冬季沼气池底泥样品中分别选育出野生低温功能菌群和沼气池低温菌群。在13℃和10℃低温条件下,野生低温菌群产气率达到0.14 m3/d.m3和0.10 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较低,只有51.0%和48.0%。同样温度下,沼气池低温菌群的产气率只有0.06 m3/d.m3和0.04 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较高,达到62%和56%。两类菌群混合发酵可显著改善产气性能,相同温度下,产气率可达到0.15 m3/d.m3和0.11 m3/d.m3,高于两类菌群单独发酵,是常温菌群的3倍以上;混合低温菌群所产沼气的甲烷含量为57.0%和52.0%,介于野生低温菌群和沼气池低温菌群之间,比常温菌群提高19.0%和16.0%。研究结果表明,混合低温菌群具有较好的低温产气性能和广阔的应用前景。     

温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响

[目的]研究温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响。[方法]以标准户用沼气池和红泥沼气袋为研究对象,对比研究了温度对两个厌氧发酵沼气池产气性能的影响。[结果]沼气产生和产气率高低与温度密切相关。临安地区,标准户用沼气池稳定产气的气温阈值约为4.0℃(沼气池内温度在7.0℃以上),而红泥沼气袋稳定产气所需的气温阈值为7.0℃(沼气袋内温度在14.7℃以上)。[结论]该研究为临安地区冬季适时采取保温或增温措施以提高户用厌氧发酵沼气池的产气效率提供了一定的科学参考。