蔬菜废弃物产沼气潜力及特性研究

为了探究不同蔬菜废弃物的产沼气潜力,以4种不同叶菜类蔬菜废弃物为发酵原料,采用批量式厌氧消化工艺,在恒温(35±1)℃的条件下,对蔬菜废弃物产沼气潜力及特性进行研究.结果表明:混合白菜、混合蔬菜、油麦菜和生菜作为底物进行厌氧消化,TS产气率分别为658、601、804和1136 mL/g,VS产气率分别为833、881、1093和1544 mL/g,生菜组产气潜力最大,油麦菜组次之,混合白菜组产气潜力最小,可见单一蔬菜的产气潜力要高于混合蔬菜.蔬菜废弃物的有机物含量高,可生物降解,适宜用作厌氧消化原料.     

灯盏花残渣发酵产沼气试验

在总固体(TS)发酵原料为6%的条件下,以经过3个月堆沤预处理的灯盏花残渣为原料,在恒温30℃下,采用批量式工艺进行厌氧消化试验。结果表明,经过堆沤预处理的试验组发酵时间为35 d,其TS产气率为368 m L/g,挥发分(VS)产气率为449 m L/g,原料产气率为69 m L/g,池容产气率为0.11 m L/(m L·d)。将灯盏花残渣与其他植物原料进行比较,产气特性因原料的物理性质和化学性质不同而不尽相同。     

秸秆厌氧消化试验研究

采用清瓶培养消化方法,在中温(32～35℃)环境下,研究了小麦秸秆在不同固含率下的厌氧消化状态.结果表明,小麦秸秆在固含率5%～25%范同内,理论产气数值与实际气体量成线性相关,方程:y=1.846 2x-448.73,R2=0.926 5;无论产气还是产酸和用酸平衡上,同含率25%是较适宜物料厌氧消化的浓度,产气量超过理论数值109.0 mL·g-1;3种不同粒径的产气量最大是<0.5 cm,其次1～2 cm,3～5 cm,考虑到粒径小容易酸化的原因,故选择秸秆厌氧消化的粒径范围<2.0 cm.     

蘑菇废弃菌棒及其与猪粪混合发酵对沼气产量及质量的影响

为了研究厌氧消化过程中日产气量、累计产气量和甲烷含量随厌氧消化时间的变化规律,在中温35℃±1℃条件下,采用批式单相厌氧消化工艺,分别用香菇、杏鲍菇和平菇废弃菌棒与猪粪混合发酵。结果表明,蘑菇菌棒具有很好的产气潜力,其中香菇菌棒TS产气量最高,为142.9mL.g-1,平均产气量664.1mL.d-1,杏鲍菇菌棒所产气体甲烷含量最高,平均63.8%;添加猪粪调节蘑菇菌棒C/N至25/1,对香菇菌棒前期严重酸化现象起到了很好的缓冲作用,使香菇菌棒、杏鲍菇菌棒和平菇菌棒累计产气量较单一物料分别提高了131.5%、97.9%和79.9%。研究结论为:香菇、杏鲍菇和平菇废弃菌棒均具有良好的产气潜力;添加猪粪能显著提高蘑菇菌棒累计产气量,同时提高香菇菌棒甲烷含量,降低杏鲍菇菌棒甲烷含量,对平菇菌棒甲烷含量影响不大。     

生物处理对杂交狼尾草干式厌氧发酵产沼气的影响

【目的】试验主要研究了3种真菌和2种酶处理对杂交狼尾草干式厌氧发酵产沼气的影响。【方法】分别采用不同用量糙皮侧耳培养液、长根菇培养液、香菇培养液、纤维素酶、漆酶对原料进行预处理,在中温(35℃)、总固体(total solid,TS)质量分数20%、总挥发物(volatile solide,VS)接种率20%、初始pH为7.0条件下,进行厌氧消化试验。【结果】采用真菌及酶处理均能有效提高系统产气率,3种真菌最优处理用量(按150 g原料算)分别为:糙皮侧耳培养液(100 mL)、长根菇培养液(100 mL)、香菇培养液(50 mL);2种酶最优处理用量(按250 g混合物料算)分别为纤维素酶(100 mg)和漆酶(75 mg)。上述5种处理条件下,系统产气量比无处理组分别提高了51.50%,38.97%,46.69%,40.61%,28.04%。【结论】整体而言,采用真菌进行原料预处理对环境条件的要求相对温和,有更好的应用前景。     

餐厨垃圾两段式厌氧消化的性质研究

为实现餐厨垃圾资源化利用,采用水解酸化-厌氧消化两段式发酵,将餐厨垃圾水解酸化5 d后,利用活性污泥对酸化液进行16 d的厌氧消化,考察以餐厨垃圾为原料的生物甲烷的生产效率。结果表明,经水解酸化后,产酸现象明显,pH下降至4.69,乙酸浓度达3.11 mg/mL,酸化液的sCOD浓度达174.34 g/L。厌氧消化段产气效果明显,2 d内产气量达最高峰,pH由7.89下降至7.54,但未产生明显抑制。第6天产气量出现第二个峰值,而后随着消化体系有机质含量变少产气量逐渐降低。产气期间消化体系一直维持碱性状态,甲烷产率平均值为315.47 mL/g VS,累积沼气中平均甲烷含量为53.79%,甲烷最高含量达67.49%。可见两段式厌氧消化能够有效进行餐厨垃圾处理。     

接种比对餐厨垃圾中温厌氧消化的影响

在(37±1)℃条件下采用批式厌氧消化试验方法,研究接种比(m(接种物)∶m(底物),按挥发性固体(VS)计)为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1时去油和未去油餐厨垃圾的厌氧消化性能。结果表明:未去油和去油后餐厨垃圾发酵过程中,接种比为3∶1时产气量最高,单位挥发性固体(VS)沼气累积产气量分别为951.2和851.4mL/g,单位VS甲烷累积产气量分别为546.1和499.1mL/g;接种比为1∶1时,产气量最低,单位VS沼气累积产气量分别为831.5和730.3mL/g,单位VS累积产甲烷量分别为524.1和425.8mL/g。接种比为1∶1时,未去油和去油后餐厨垃圾在厌氧消化初始阶段pH较低,且沼气日产气量和甲烷浓度也明显低于其他各组。未去油餐厨垃圾累积产气量比去油后餐厨垃圾累积产气量高12.6%。随着接种比逐渐提高(1∶1~4∶1),未去油和去油后餐厨垃圾发酵过程延滞期逐渐缩短;未去油餐厨垃圾在适宜接种比(2∶1~4∶1)范围内延滞期均高于去油餐厨垃圾。餐厨垃圾油脂含量较高,厌氧消化延滞期较长;提高接种比有利于缩短消化时间,提高反应器运行效率。     

人粪与不同原料配比对厌氧发酵产气影响

为提高人畜粪便和农作物秸秆资源化有效利用提供科学依据,研究了人粪与各种不同原料混合发酵的产气效率。试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以人粪、牛粪、鸡粪和玉米秆为消化原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固TS质量分数为8%条件下,进行批量厌氧消化试验,研究人粪分别与牛粪、鸡粪和玉米秆按不同比例(干物质质量比为1∶1、2∶1、3∶1)混合发酵的产气速率、累积产气量的变化。结果表明,在25℃恒温条件下,人粪与3种原料的混合发酵,均能正常产气,均能在厌氧发酵开始后的5～14d达最大产气速率,在30d左右各自的累积产气量均能达到总产气量的87%～92%,其中人粪与牛粪的混合产气效率最好,各组物料的3种配比的平均累积产气量分别为26713、21281和21227mL,各组物料的最优配比的最高产气速率分别为1500、1260和1100mL·d-1。在25℃下,人粪与牛粪混合发酵的最优配比为3∶1,人粪与鸡粪的为1∶1以及人粪与玉米秆的为3∶1,为人粪与不同原料配比的混合厌氧发酵提供了参考依据。     

甜瓜茎叶不同部位及其与玉米秸秆混合物的厌氧发酵特性

【目的】研究甜瓜茎叶厌氧发酵的产气特性和潜力。【方法】在温度(35±1)℃、总固体含量为80g/kg、菌种比例30%条件下,分别以甜瓜茎、甜瓜叶和甜瓜整株茎叶及其与玉米秸秆的混合物为原料,进行批量厌氧消化试验,测定厌氧发酵过程中日产气量、累积产气量、甲烷体积分数以及TS产气率和VS产气率。【结果】甜瓜茎的TS产气率和累积产气量均最高,分别为297.6mL/g和10 618.5mL,甜瓜叶的TS产气率和累积产气量均最低,分别为235.8mL/g和8 427.5mL,甜瓜整株茎叶的TS产气率和累积产气量居中,分别为256.9mL/g和9 173mL。添加玉米秸秆使甜瓜叶和甜瓜整株茎叶的累积产气量分别增加了22.9%和13.9%,甜瓜茎的累积产气量减少了15%;使甜瓜茎、甜瓜叶、甜瓜整株茎叶的发酵时间分别延长了7,11,10d。【结论】甜瓜茎叶不同部位均具有良好的产气潜力,添加玉米秸秆提高了甜瓜叶和整株的TS产气率,降低了甜瓜茎的TS产气率。     

碱预处理提高香蕉茎秆厌氧消化产气性能的研究

为有效利用香蕉茎秆资源,提高其厌氧消化效率,采用碱法对香蕉茎秆固体剩余物进行预处理,探讨不同预处理条件下香蕉茎秆厌氧消化产气性能的影响。结果表明:当Na OH浓度为8%时,对香蕉茎秆原料半纤维素、纤维素、木质素降解率达最高,分别为22.5%、9.1%、13.7%;6%Na OH处理组30 d累积产气量最高可达3 775 m L,比对照组提高24.2%,单位干物质产气量达377.5 m L/g TS。碱预处理可有效提高香蕉茎秆产气潜力。     

蚓粪促进玉米秸秆厌氧消化产气效果的研究

以玉米秸秆为试验研究对象,比较添加蚓粪后对秸秆厌氧消化产气特性的影响.在接种污泥比例为20%、30%、50%时,添加适当蚓粪,使其在35℃下中温厌氧消化,试验中研究产气量、pH值和乙酸产生量等参数的变化趋势.结果表明,添加蚓粪后,各处理的产气量均显著增加,其中50%接种污泥的处理累积产气最达340 mL,增幅达67.05%,添加蚓粪的物料发挥了最大的产气效果.试验过程中pH值相对稳定,乙酸累积量较低.蚓粪的添加抑制了酸的累积,使pH稳定在一定的范围.     

粪便、餐厨及芦苇混合厌氧消化过程中餐厨含量的影响研究

采用完全混合湿式厌氧发酵方法,对餐厨、粪便及芦苇3种物料混合厌氧消化过程中餐厨含量的影响进行了研究.结果表明,餐厨加入量对这3种物料混合厌氧发酵影响显著.适当增加餐厨比例,有利于产气率的提高,但随着餐厨比例的增加,混合厌氧消化过程中乙酸、丙酸和丁酸含量增加明显,较容易出现"酸化"现象而影响产气效果.粪便、芦苇与餐厨湿重比为7:2.5:3时,产气效果最佳,最高容积产气率为1118 mL·L-1·d-1,平均甲烷含量为64.6%,COD去除率达到68.56%.随着餐厨比例的增加,NH3-N含量逐渐增加,但未对厌氧消化产生抑制作用.     

厌氧消化处理非木材纤维纸浆中杂细胞工艺研究

对慈竹纸浆中杂细胞进行厌氧消化处理 ,结果表明 ,TS去除率达 6 8 6 4% ,原料产气率 2 99 9mL/gTS ,日均产气率 4 998mL/ ( gTS·d) ,池容产气率 0 32 2 4m3 / (m3 ·d) ,CH4 含量 6 4%。对发酵上清液进一步处理结果为 :COD去除率 5 3 6 9% ,CH4 含量 6 7% ,N、P去除微弱。在此基础上 ,进行了物料平衡和COD利用率计算     

氨氮浓度对剩余污泥高温固态厌氧消化的影响

为研究氨氮对剩余污泥高温固态厌氧消化的影响,分别监测了不同氨氮浓度条件下剩余污泥的消化过程。结果表明,高温固态厌氧消化能在30 d内完成,单位初始挥发性固体含量(VS)累积产气量可以达到538.80 L/g。高浓度氨氮会对系统的累积产气量造成抑制,但在最高单天产气量和甲烷含量上影响不大。     

稻草中温厌氧消化产气初步研究

在中温(35 ℃)条件下,采用批式厌氧消化工艺对稻草厌氧消化特性进行了初步研究,分析了消化过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、pH值、挥发性脂肪酸以及硝态氮、氨态氮和总氮的变化.结果表明:经过45 d的厌氧消化处理,稻草的累积产气量为11 439 ml,单位VS产气量达417.52 ml/g,沼气中甲烷平均含量为59.93%;pH值先降低后增加,最后保持相对稳定,在整个发酵液过程中pH值始终处在产甲烷微生物的正常范围内;发酵液中硝态氮含量先下降后上升,较发酵前提高了47.76%,而氨态氮含量则大幅降低了52.91%,表明稻草厌氧消化不会出现氨抑制现象,总氮在发酵前后变化不大.由此可以认为:稻草厌氧消化产沼气是完全可行的,不但具有很好的环境效益,而且具有可观的经济价值,具有广阔的应用前景.     

絮凝剂对藻类后续厌氧消化过程的影响

[目的]研究絮凝剂对藻类后续厌氧消化过程的影响。[方法]对不同含固率条件下水华藻类的产沼潜力及聚合氯化铝絮凝剂对藻类消化的影响进行分析。[结果]水华藻类的产甲烷潜力较高,含固率为6.0%时单位有机质累积甲烷产量可达147.03 mL/g VS,但脱水过程中使用的聚合氯化铝会严重抑制厌氧消化过程,在较低含固率3.0%条件下,铝离子浓度达984 mg/L,产气量低于潜力值的60%。[结论]该研究为藻类厌氧消化处理提供参考,同时为调整藻类采收方法提供理论依据。     

城镇垃圾厌氧消化中纤维素酶酶活变化与产气量间关系的研究

[目的]研究城镇垃圾厌氧消化中纤维素酶酶活变化与产气量间的关系.[方法]以城镇有机生活垃圾为原料,采用批量发酵工艺,在35℃下研究城镇有机生活垃圾厌氧消化过程中纤维素酶酶活变化与日产气量之间的关系.[结果]随消化进行,纤维素酶酶活升高,产气量增加;酶活降低,产气量减少.当日产气量处于高峰期时,纤维素酶酶活水平并不是最高的,而是在次产气高峰期时,纤维素酶酶活水平达到最高,为5.3 mg葡萄糖/（ml·min）.[结论]厌氧消化次产气高峰期与较难降解的纤维素类物质有关.     

不同配比污泥对玉米秸秆产气特性的影响

[目的]研究玉米秸秆不同接种物浓度下的产气特性,为秸秆在大规模沼气工程中的应用提供参考.[方法]以玉米秸秆为发酵原料,接种不同比例的厌氧污泥,采用批量发酵工艺,在38℃左右条件下进行厌氧发酵.[结果]经过50d的发酵后,秸秆中大部分物质可以得到分解.当厌氧污泥和秸秆比例为10∶3(两者TS比0.57、VS比0.46)、总TS浓度为10.16%时,秸秆产气效果最佳,TS产气率为370 mL/g,沼气中甲烷含量为56.04%.[结论]玉米秸秆发酵过程中,随接种污泥比例加大,秸秆的产气量和产气率逐渐升高,但接种量达到一定比例时,原料产气量和产气率升高不再明显.     

废弃的植物培养基厌氧发酵产气潜力研究

[目的]弄清废弃植物培养基厌氧消化潜力与特性.[方法]以废弃的植物培养基为发酵原料,以沼气池底部的活性污泥为接种物,在常温条件下进行了批式厌氧消化试验,研究了废弃的植物培养基与接种污泥各处理厌氧消化的产气速率、潜力和产气量.[结果]常温条件下,混合培养基与接种污泥的TS比例为8∶1、浓度12％的处理,产气量最高,为10 391.3 ml,并且发酵天数为5d左右,发酵速度较快,产气效果最好;混合培养基与接种污泥的TS比例为6∶1、浓度8％的处理,原料产气率最高,为0.230 m3/kg,并且发酵天数为4d左右,说明原料被利用的水平高.[结论]该研究为植物组培工厂废弃物的处理和配套沼气工程的工艺设计提供了科学依据.     

养鸡场废料厌氧发酵产沼气试验研究

采用自制的恒温厌氧发酵试验装置,研究了温度和原料配比对养鸡场废料(主要成分为鸡粪和稻壳)厌氧发酵产沼特性的影响,为提高沼气工程的厌氧发酵产沼效率提供参考。研究结果表明,在原来由鸡粪与稻壳构成的废料中,人工添加牛粪,可获得更好的产气效果;最佳工艺条件为发酵温度35℃,原料与牛粪的配比7:10,其原料产气率可达127 mL/g以上,折算成甲烷的原料产气率可高于60 mL/g。