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.     

牛粪水稻秸秆厌氧共发酵产沼气操作参数优化

在牛粪中添加水稻秸秆进行厌氧共发酵产沼气,考察接种量、发酵温度、原料固体含量对发酵产沼气效果的影响。结果表明:厌氧发酵接种是必需的,随着接种量增多产气量增大,适宜的接种比例为10%(质量比);常温、中温(36℃)和高温(55℃)3种温度条件下,中高温发酵产气效果较好,中温更适合发酵;在20%、10%、5%(质量比)3种固体含量条件下,固体含量越大产气量波动越大,10%固体含量产气效果最好,发酵前30天累积产气量可达4 710 m L,容积产气率为0.313 m~3/(m~3·d)。本试验所得的结果可为牛粪水稻秸秆厌氧共发酵的实际应用提供参考。     

棉花秸秆厌氧发酵产沼气工艺条件的研究

以棉花秸秆为原料,在严格控制厌氧发酵温度的条件下（37±1℃）,研究不同接种物在不同接种量下的发酵产气效果。结果发现：以污泥或猪粪作接种物,60g／L的接种量效果较好,累积产气量分别为10．252L、10．518L,COD的去除率分别为53．1％、48．5％;混合物做接种物时,接种量以45g／L产气较好,累积产气量为14．228L,COD的去除率为55．9％。接种量相同时,混合接种物的产气效果最好,累积产气量比单一接种物猪粪和鱼塘污泥高7．3％-98．4％,平均日产气量高3．1％-67．3％,表明适量的猪粪和鱼塘污泥组成的混合接种物在棉花秸秆厌氧发酵产气中起着重要作用。     

秸秆纤维素降解细菌的筛选及产酶条件优化

从富含腐烂秸秆的土壤中分离、筛选出降解纤维素较为有效的细菌,鉴定其类别,并对其产酶条件进行优化研究.利用羧甲基纤维素钠水解圈法、滤纸崩解法、酶活测定法筛选菌株,并对秸秆液体产酶培养基中不同秸秆长度、培养时间、氮源、氮源投加量和培养基初始pH对酶活性的影响进行了研究.结果筛选出秸秆纤维素降解能力较强的两株菌株XY2和XY6.经鉴定XY2属于伯克霍尔德菌属(Burkholderia mimosarum),XY6属于肠杆菌属(Enterobacter).菌株XY2的最优产酶条件为:温度30℃,培养基初始pH为6.0,碳源为4 cm长度的水稻秸秆或小麦秸秆,氮源为0.5％硫酸铵;菌株XY6的最优产酶条件为:温度30℃,4 cm长度秸秆段为碳源,而在以水稻秸秆为惟一碳源时,最适氮源为0.5％的硫酸铵、培养基初始pH为6.0,以小麦秸秆为惟一碳源时最适氮源为0.5％的硝酸钠、培养基初始pH为8.0,氮源为5‰硝酸钠或硫酸铵,且在一周之内酶活性变化较小.     

小麦秸秆厌氧干发酵气肥联产试验研究

研究了小麦秸秆中温厌氧干发酵条件对沼气产量以及发酵残留物中有机质、氮、磷、钾含量的影响.结果表明,提高接种量可以提高沼气产量和甲烷含量,但过多的接种量会使单位总固体质量的沼气产量和甲烷产量降低.小麦秸秆厌氧干发酵产肥兼顾产气的最佳发酵条件为发酵料总固体含量为25％、秆渣质量比为1∶10,在保证较高产气量的同时,可较好地保留发酵残留物中的营养成分,能提供肥效良好的有机肥料.     

不同秸秆厌氧发酵产沼气潜力研究

农作物秸秆沼气资源的开发和利用可以有效缓解能源匮乏及环境污染等问题。在中温(35℃)条件下,采用批式试验,通过产气量、甲烷含量、挥发性有机酸、Modified Gompertz方程等综合评价水稻秸秆、干黄玉米秸秆、青贮玉米秸秆、烟草秸秆生产沼气的潜力。结果表明:在处理24 d时,玉米青贮秸秆、玉米干黄秸秆、水稻秸秆、烟草秸秆的累积产气量分别是774.72、628.77、669.99、577.53 m L;玉米青贮秸秆的日最高产气量是118.75 m L,水稻秸秆的日最高产气量是108.5 m L,其次是烟草秸秆和干黄玉米秸秆;4种秸秆的甲烷含量均超过60%,其中青贮玉米秸秆的甲烷含量最高值达到67.3%;4种秸秆的产沼气潜力分别是青贮玉米秸秆水稻秸秆干黄玉米秸秆烟草秸秆,其值分别为140.08、125.08、106.80、76.49 m L。本研究为不同秸秆资源的清洁利用提供了理论基础。     

不同来源污泥对玉米秸秆固态厌氧发酵的影响(英文)

[目的]研究不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵产气效率的影响。[方法]以玉米秸秆为原料,在接种量相同的条件下,研究了4种不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵日产气量和累积产气量的影响。[结果]4种不同来源污泥的累积产气量依次为颗粒状污泥>河底污泥>浓缩污泥>压滤泥饼。采用颗粒状污泥为接种物的日均产气量和累积产气量最高,分别为3.73和56.29L/kgVS。[结论]该研究结果为充分利用秸秆原料,提高能源利用效率,实现能源可持续发展提供了试验基础。     

不同来源污泥对玉米秸秆固态厌氧发酵的影响

[目的]研究不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵产气效率的影响。[方法]以玉米秸秆为原料,在接种量相同的条件下,研究了4种不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵日产气量和累积产气量的影响。[结果]4种不同来源污泥的累积产气量依次为颗粒状污泥>河底污泥>浓缩污泥>压滤泥饼。采用颗粒状污泥为接种物的日均产气量和累积产气量最高,分别为3.73 L/kg VS和56.29 L/kg VS。[结论]该研究结果为充分利用秸秆原料,提高能源利用效率,实现能源可持续发展提供了试验基础。     

牛粪与玉米秸秆不同配比厌氧发酵的产气性能

【目的】研究牛粪与玉米秸秆不同配比混合厌氧发酵的产气性能,为提高厌氧发酵产气效率提供依据。【方法】采用自制的1 L厌氧反应器,以牛粪和玉米秸秆为发酵原料,设置牛粪与玉米秸秆干物质质量比分别为10∶0(对照), 8∶2,6∶4,4∶6,2∶8和0∶10共6个处理,在物料总干物质质量分数8%、发酵温度(35±1)℃条件下进行厌氧发酵产气试验,分析不同产气指标的变化规律。【结果】在产气方面,牛粪与玉米秸秆按不同比例混合厌氧发酵的4个处理日产气量变化趋势为先快速升高后平稳下降,发酵第2～3天达到产气峰值,较对照提前2～3 d;当牛粪与玉米秸秆的干物质质量比为2∶8时,累积产气量、甲烷总产量及挥发性固体产甲烷量均高于其他处理,分别达13 061.7 mL、6 911.4 mL和0.170 L/g,较单一牛粪发酵处理(对照)分别提高52.47%,41.48%和34.92%。在发酵系统稳定性方面,牛粪与玉米秸秆不同比例混合厌氧发酵的4个处理均在发酵第5天pH值达到最低,挥发性脂肪酸质量浓度达到最高,较对照提前2 d达到极值;发酵5 d时,牛粪与玉米秸秆干物质质量比为2∶8的处理pH值低于其他处理,为5.75,较对照降低了7.70%;挥发性脂肪酸质量浓度高于其他处理,为1 675.6 mg/L,较对照提高了59.04%。【结论】牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气效果优于单一原料发酵,且二者干物质质量比为2∶8时厌氧发酵具有较好的产气特性和发酵潜力。     

稻草秸秆厌氧发酵产沼气研究

[目的]对影响稻草秸秆厌氧生产生物沼气的重要因素进行分析,以提高产气率,最大限度地提高秸秆原料利用率。[方法]采用单因素法对南京工业大学沼气站生产沼气的接种量、总固体含量、碳氮比进行分析。[结果]沼气站厌氧发酵的最优条件为接种量34%,总固体含量6%,碳氮比25∶1。经验证,最优配比下的总产气量比目前常用的发酵条件(接种量50%,总固体含量5.6%,碳氮比22∶1)下的总产气量提高了27.60%。[结论]为进一步研究利用秸秆发酵产沼气提供了依据。     

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。     

不同原料配比对厌氧发酵过程中产气量VFA和脱氢酶活性的影响

以牛粪和小麦秸秆为发酵原料,研究了不同牛粪(M)与小麦秸秆(S)的干物质配比(牛粪与秸秆的比例为1∶1、2∶1和3∶1)对厌氧发酵产气过程的影响。结果表明,添加小麦秸秆处理的产气量显著高于秸秆与牛粪单独发酵处理(P<0.05),其中牛粪与秸秆的配比是1∶1的产气量为(31823.7±691.2)mL,比秸秆、牛粪以及牛粪与秸秆比例为2∶1和3∶1四个处理的产气量分别提高了208.7%、11.5%、2.8%和5.2%。因此,以M∶S=1∶1进行混合厌氧发酵效果最好。挥发性脂肪酸(VFA)与日产量间呈极显著性正相关(P<0.01),但脱氢酶活性与产气量相关性不显著(P>0.05)。     

沼液预处理对蔬菜秸秆厌氧消化性能的影响

为探究不同沼液预处理时间对蔬菜秸秆厌氧消化产甲烷特性的影响，以黄瓜、番茄、茄子和辣椒4种蔬菜秸秆为原料，用猪粪沼液在（35.0±0.5） ℃分别处理3、5、7和9 d后进行中温批式厌氧消化试验。结果表明，预处理时间对蔬菜秸秆木质纤维素降解效果及其厌氧消化性能均有较大影响。随着预处理时间的延长，各蔬菜秸秆中纤维素和半纤维素的降解率逐渐提高（1.53%～24.47%和2.11%～52.48%），但木质素难以降解。不同蔬菜秸秆的最佳预处理时间不同，番茄秸秆和辣椒秸秆的最佳预处理时间均为5 d，最大累积甲烷产量分别为147.95和99.17 mL·g^-1，较未处理分别提升36.52%和26.33%；黄瓜和茄子秸秆的最佳预处理时间均为7 d，最大累积甲烷产量分别为152.42和129.84 mL·g^-1，较未处理分别提升38.00%和27.42%。同时，沼液预处理能够缩短蔬菜秸秆的厌氧消化周期（T₉₀缩短了3～8 d）。整体上，沼液处理后4种蔬菜秸秆的产甲烷性能从大到小依次为：黄瓜秸秆>番茄秸秆>茄子秸秆>辣椒秸秆。综上所述，猪粪沼液作为预处理剂可以有效提高蔬菜秸秆的厌氧消化性能，且最佳预处理时间为5～7 d。     

葵盘、麦秆和豆杆中温厌氧发酵产气潜力及其特性研究

以葵盘、麦秆和豆杆为发酵原料,采用批量发酵工艺,在(30 ±1)℃下对葵盘、麦秆、豆杆进行厌氧发酵产沼气潜力及特性的试验研究.结果表明, 30℃时,总固体浓度TS为8%的葵盘、麦秆和豆杆的累计产气量分别为14 605 、22 317、29 006 mL;日最高产气量分别为1 910 、950 、1 050 mL;最高甲烷体积分数分别为67.7%、70.7%、80.7%;TS产沼气潜力分别为137.90、207.47、268.51 mL/g.说明葵盘、麦秆和豆杆作为发酵原料有较高的产沼气潜力.     

麦秸复合基质对番茄生长发育的影响

以麦秸基质添加不同比例炉渣进行番茄无土栽培基质试验,研究不同比例基质配方对番茄生长发育的影响。结果表明:处理B(麦秸∶炉渣=1∶1,容重0.48 g/cm3,大小孔隙比0.46)和处理C(麦秸∶炉渣=1∶0.5,容重0.44 g/cm3,大小孔隙比0.42)基本能满足番茄生长发育要求;所有麦秸基质配方中以麦秸∶炉渣为1∶0.5复合基质无土栽培番茄在开花期、初果期、盛果期的株高、茎粗、鲜重、干重、根系体积等方面均表现最好,能显著促进番茄生长发育。     

麦秸和奶牛场废弃物联合堆肥试验

设置小麦秸秆和奶牛场废弃物联合堆肥试验,以评估其消纳养殖废水与制作商品有机肥的可行性。试验用麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥,以小麦秸秆并用尿素调节碳氮比为35∶1的处理为对照。结果表明,各处理堆体温度50℃以上持续时间分别为30 d、17 d、41 d、12 d和24 d,均已符合堆肥卫生标准要求的高温天数;堆肥过程中麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥及对照的有机碳含量分别下降了14.00%、5.50%、15.80%、4.45%和10.70%;堆肥过程各处理氮、磷、钾含量逐渐增加。堆肥结束时,各处理有机质含量介于590.28 g/kg与701.86 g/kg之间;氮磷钾总养分含量介于46.54 g/kg与89.45 g/kg之间,其中麦秸与牛粪混合堆肥处理总养分含量最高(89.45 g/kg),麦秸与沼渣混合堆肥处理次之(69.61 g/kg)。秸秆与牛粪或沼渣混合堆肥时高温时间较长,且堆肥产物养分含量高;用麦秸和养殖废水(沼液或牛粪水)混合堆肥,每处理1.0 t麦秸可消纳废水1.8 t,有利于奶牛场节本增效。     

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。     

麦秆黄原酸酯的合成条件优化及其在去除沼液中重金属的应用

以麦秸秆为原料制备黄原酸酯类吸附剂,用以处理沼液中的重金属,通过正交实验考察了各种制备因素对铜离子去除率的影响,同时比较了两种用于去除沼液中重金属的工艺流程。结果表明,麦秆黄原酸酯的最佳合成条件为:5g麦秸秆,加入浓度25%的NaOH、0.2mLCS2、25mL1%的硫酸镁,黄化时间3h。沼液中4种重金属的去除率为50.62%~95.27%,去除顺序为Cd>Zn>Pb>Cu。多级过滤明显优于单级过滤,利用所设计的多级过滤滤柱,成功将废水中重金属浓度处理至工业废水排放标准。