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。     

农村家用沼气池提高沼气产气率的几项措施

如阿使农村家用沼气池,达到产气又快又多又持久?根据我们几年来在农村办沼气的经验,提出以下几项技术措施,供参考。一、多加产甲烷量高的沼气发酵原料使用沼气做燃料时,燃烧得好坏主要取决于发酵原料产甲烷量的多少。一般沼气中,含甲烷量在50%以上才能做燃料。为了使沼气达到燃烧的条件,必须投入产甲烷量高的发酵原料,如青草发酵产生的沼气中含甲烷量为70%,猪粪为65%,在投料时,应适当多加一些。常用发酵原料所产沼气中甲烷含量见表1。二、根据原料消化     

盐碱地芒荻品种筛选及产沼气发酵研究

芒荻作为能源作物的一种,因其适应性强备受关注。东营地处黄河入海口,土壤多为盐碱地和滩涂,种植经济作物效果较差。本试验结合芒荻的生长习性,对不同品种的芒荻进行种植,筛选出较适宜的品种进行产沼气发酵试验,研究其产气特性。结果表明,在7个芒荻品种中,S1、S2、A1 3个品种成活率较高、丛重较高,比较适宜当地种植。对其进行产气发酵试验发现,S1和A1品种单位TS产气量较高,均能达到380 mL/g,其中S1品种单位TS产气量最高,达到389 mL/g;S1和A1 2个芒荻品种甲烷含量基本在55%以上,较适宜产沼气发酵,其中A1品种的甲烷含量要略高于S1品种,并且A1品种在产气前期的产气速率也明显快于S1品种。     

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。     

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。     

嗜冷产甲烷菌群的选育及产甲烷效能研究

筛选低温环境的复合产甲烷菌群更适合提高系统低温产甲烷效能,从自然低温厌氧环境采集活性污泥,利用人工培养基进行富集驯化,以温度为胁迫因子研究复合菌群的产甲烷效能。同时,运用克隆文库的分子生物学技术对复合低温产甲烷菌群的细菌和产甲烷古菌进行了解析。结果表明:采集的自然生境的低温复合菌群细菌克隆文库共获得80条有效序列,分布在11个细菌门,最优势细菌属Proteobacteria门(72.5%),其次是Bacteroidetes门(8.8%)。产甲烷菌克隆文库获得20条有效序列,可鉴定的产甲烷古菌为Methanosaetaceae科和Methanosarcinaceae科。经富集驯化的低温复合菌群在18℃时产气量最大,沼气产量为0.25m3·(m3reactord)-1,甲烷浓度为56.3%。     

酸预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响

为了研究酸处理对水稻秸秆沼气发酵的影响,采用不同浓度的酸（2%、4%、6%、8%、10%）对水稻秸秆进行处理,并对处理后的水稻秸秆进行厌氧沼气发酵,分析了酸预处理组和对照组在沼气发酵过程中产气量、pH值、甲烷含量及发酵前后水稻秸秆组分变化情况。结果表明,与对照相比,酸处理能显著地改变水稻秸秆的生物降解产沼气的性质,提高了产气的效率。比较来看,酸处理浓度为6%的效果最好,其甲烷含量最高可达44.3%,单位总固体产气率为150 mL.g-1,比对照组高出99.8%。     

杨树叶与猪粪混合发酵产沼气研究

[目的]探讨杨树叶与猪粪混合发酵生产沼气的效果,为落叶资源循环利用提供新途径.[方法]将杨树叶堆沤后,与猪粪按照不同比例(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1)混合,于35℃下发酵,分析不同原料配比对沼气产量、所产沼气中甲烷含量及沼液pH的影响,并对初始pH进行优化.[结果]纯杨树叶发酵的总产气量和总固体(TS)产气率较低;添加猪粪混合发酵后,总产气量和TS产气率随猪粪添加量的增加而大幅提高,其中以叶粪比1∶2最高,总产气量和TS产气率分别为7338mL和262 mL/g,且比纯猪粪发酵的TS产气率提高了10.1%,沼气中甲烷含量略高,发酵至第7d超过50.0%,发酵pH较稳定.初始pH设为7.50~8.00最适合沼气产生.[结论]杨树叶不宜作为单独原料进行发酵,以1∶2比例混合猪粪进行发酵产沼气的效率最高,且可提高杨树叶的利用率.     

玉米秸秆干发酵产沼气的影响因子优化

【目的】探明不同因子对秸秆干发酵产沼气的影响,为农作物秸秆沼气干发酵工程实施提供参考。【方法】以玉米秸秆为发酵原料,采用正交试验研究接种物比例、碳氮比和料液pH 3个因子对玉米秸秆干发酵产沼气的影响,并在此基础上研究不同形状(短秆状、细丝状、粉末状)玉米秸秆干发酵的产气量特性及甲烷含量。【结果】接种物比例对干发酵启动及整个厌氧反应的影响显著,原料接种物比例为30%,碳氮比为20∶1,pH 7.0的工艺参数组合产沼气较优,总产气26 100 mL、日均产气量为900 mL,池容产气率为0.18mL/(mL·d);细丝状玉米秸秆日均产气量最高,沼气甲烷含量高且稳定,日均产气量为2 121mL。【结论】接种物比例对干发酵启动及整个厌氧反应的影响显著,将玉米秸秆粉碎为细丝状更有利于提高干发酵累积产沼气量。     

温度对产甲烷菌群发酵性能的影响

对厌氧发酵过程中不同温度条件下产甲烷微生物菌群的发酵性能进行研究结果表明：在10-35℃区间,甲烷菌的产气能力随着温度的升高而增强,甲烷含量也随之增高。10-20℃区间因不适合产甲烷菌的生长而影响产气量,25-30℃区间适合产甲烷菌群的生长,为产气量较为理想。通过对产甲烷菌群活性影响因子的pH研究表明：沼气发酵菌群适宜生长的pH为6.8-7.5。     

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。     

白腐菌预处理甘蔗叶发酵产沼气研究

以甘蔗叶为发酵原料院研究白腐菌预处理对甘蔗叶产沼气效果的影响。结果表明院添加白腐菌可以加快甘 蔗叶厌氧发酵启动速率院提早出现产气高峰。在白腐菌添加量为1.5%时院发酵40 d 的总产气量最高院可达606 L院最高 甲烷含量为55.9%院干物质产气率可达202 L/kg。在25 d 的发酵时间内院白腐菌添加量不同院产气量相差不大院因此可以 考虑缩短发酵周期院也可以获得较好的产气效果。在相同的实验条件下院采用白腐菌预处理的甘蔗叶总产气量和最高 甲烷含量均低于纤维素酶预处理院因此还需要从菌种驯化尧预处理时间等方面作进一步的试验分析。     

接种物添加量对紫花苜蓿常温厌氧发酵的影响

以紫花苜蓿(Medicago sativa)为原料,分别加入30%、40%、50%的接种物,在常温下(20~22℃)、总固体(TS)含量为6%(以30%接种量计算)的条件下进行厌氧发酵,考察接种量对紫花苜蓿发酵的日产气量、p H、产气速率的影响。结果表明,接种量为40%时的产气效果良好,总产气量为3 625 m L,比接种量为30%的试验组高8.05%,略低于接种量为50%的试验组。试验初期,p H出现一定下降,但很快又恢复至合适水平,整个阶段p H比较稳定。综合考虑,对于紫花苜蓿发酵,40%的接种量较优。     

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。     

低温蛋白质氨化复合菌系对沼气酸化液pH及产甲烷活性的影响

研究了低温蛋白质氨化复合菌系对3组不同处理酸化液的pH及产甲烷活性的影响.结果表明,接低温蛋白质氧化复合菌系的酸化液中氨态氮和pH均在5 d时达到最高和适宜的pH范围,较KHCO3调试的酸化液和自然发酵酸化液提前2 d,且产气量最高,15 d达到产气高峰时产气量较KHCO3调试的酸化液和自然发酵酸化液提高了45.45%...     

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.     

花生壳厌氧发酵制取沼气的试验研究

以花生壳为原料,采用厌氧发酵工艺,对其沼气发酵潜力进行了研究.结果表明,花生壳沼气发酵潜力达0.323 m3·kg-1.采用正交试验方法对花生壳沼气发酵的工艺参数优化配置进行了研究.结果表明,发酵温度、发酵料液总固体含量、接种量、pH值对其发酵结果均有不同程度影响,其中发酵温度对沼气产量和甲烷产量有显著影响,总固体含量对沼气产量有显著影响.最优的工艺条件为:发酵温度35℃,总固体含量20%,接种量(质量比)1∶1,pH值7.5.按一定比例分别添加牛粪和猪粪后对发酵效果有不同程度的影响,添加牛粪能缩短发酵周期,添加猪粪能明显提高产气潜力并缩短发酵周期.     

联动沼气池发酵工艺及应用效果

根据可持续发展的理念,以实现资源化利用最大化为原则,针对规模化养猪场,通过设备创新和技术集成,提出了"固液分离池-联动沼气池-玻璃钢沼气储气柜"沼气发酵工艺流程,结合沼气发酵智能化控制技术,形成联动高效沼气池发酵工艺技术。通过在福建省新星种猪育种有限公司应用结果表明,该工艺技术能够显著提高沼气产量和沼气利用效率,是一种实用型生态处理技术,对发展农业循环经济有重要意义。     

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。