不同载体对牛粪30℃厌氧处理性能的影响

在30℃条件下,观察尼龙纤维、聚丙烯网状球、玻璃纤维作为微生物载体对5.34%牛粪厌氧发酵沼气产量、总COD去除率、发酵产物微生物数量及辅酶F420活性的影响。结果表明,添加尼龙纤维和聚丙烯载体显著提高牛粪厌氧发酵的沼气产量(P<0.05)和总COD去除率(P<0.05),玻璃纤维对沼气产量和总COD去除率的影响未达到显著水平。尼龙纤维、聚丙烯球和玻璃纤维使随污泥排出而流失的细菌数量分别降低11.30%(P<0.05)、22.84%(P<0.01)及13.01%(P<0.05)。     

不同载体对牛粪30C℃厌氧处理性能的影响

在30℃条件下，观察尼龙纤维、聚丙烯网状球、玻璃纤维作为微生物载体对5．34％牛粪厌氧发酵沼气产量、总COD去除率、发酵产物微生物数量及辅酶F。活性的影响。结果表明，添加尼龙纤维和聚丙烯载体显著提高牛粪厌氧发酵的沼气产量（P〈0．05）和总COD去除率（P〈0．05），玻璃纤维对沼气产量和总COD去除率的影响未达到显著水平。尼龙纤维、聚丙烯球和玻璃纤维使随污泥排出而流失的细菌数量分别降低11．30%（P〈0．05）、22．84％（P〈0．01）及13．01%（P〈0．05）。     

载体对26℃条件下牛粪厌氧处理性能的影响

在26℃低温条件下,采用两步发酵法观察玻璃纤维、尼龙纤维和岩棉对牛粪厌氧处理沼气产量、pH值、总COD去除率的影响。结果表明,添加载体对流动发酵期间的pH值没有显著影响;岩棉载体由于脱落导致较低的沼气产量,玻璃纤维和尼龙纤维载体对沼气产量的影响主要出现在发酵的16～30d,其沼气产量分别比对照提高13.30%和12.75%(P<0.05),在发酵的24～30d,添加玻璃纤维和尼龙纤维使总COD去除率分别提高10.86%和8.83%(P<0.05)。在低温条件下,采用两步的流动发酵可以在一定程度上提高反应器的沼气产量。     

悬浮载体对蓝藻厌氧发酵产沼气过程的影响

针对蓝藻厌氧发酵过程中极易上浮分层影响产沼气效率的问题,采用批量发酵工艺,研究悬浮载体对蓝藻厌氧发酵产沼气过程的影响.结果表明,添加聚乙烯(PE)载体,使累积产气量提高13.7%(P<0.01),蛋白酶活性分别提高8.6%(P<0.05),叶绿素a消减率从21.4%提高到29.8%(P<0.05),COD消减率从41.2%提高到46.2%,挥发性脂肪酸含量也有明显提升.说明使用悬浮载体可显著提高蓝藻的厌氧发酵效率.     

猪鸡粪便及其不同混合比例厌氧处理性能的研究

试验观察猪粪和鸡粪以及不同比例混合对厌氧发酵处理过程pH、沼气产量与化学需氧(量COD)的影响,以确定25℃条件下猪、鸡粪厌氧发酵处理适宜的混合比例。结果表明,纯鸡粪由于较低的pH导致厌氧发酵失败;在同样温度条件下,猪粪厌氧发酵pH处于正常范围之内,沼气产量稳定且明显高于猪鸡粪混合组;在鸡粪中添加一定比例的猪粪,可提高厌氧反应器中pH、沼气产量和COD去除率,猪粪适宜的添加量为2/3。     

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.     

醋酸预处理对牛粪与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的影响

为了探究醋酸预处理提高厌氧发酵产气量的原因,研究用醋酸预处理水稻秸秆,之后将预处理后的水稻与牛粪混合进行厌氧发酵,测定发酵初始环境和发酵过程中纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA 含量、pH 及日产气量,并且对其发酵过程中的稳定性系数进行分析。结果表明,水稻秸秆在 4%的醋酸浓度下预处理 4 d 处理组的总沼气产量最高为 11 605 mL,且显著高于未经预处理总沼气量 6 450 mL（P<0.01）,且该处理的日产气量的峰值提高和出现的时间提前;厌氧发酵的初始环境、过程环境、环境稳定性以及他们之间的相互作用关系受醋酸预处理影响;醋酸预处理提高总沼气产量的主要原因是,醋酸预处理使厌氧发酵初始环境和过程环境更加协调,使发酵系统更加稳定。研究表明,醋酸预处理能够显著提高沼气产量,为醋酸预处理技术提供一定的参考。     

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)。     

纤维乙醇废水厌氧发酵工艺研究

探讨纤维乙醇废水适宜的处理及资源化模式,为工业上处理纤维乙醇废水提供理论参考。采用UASB工艺处理纤维乙醇废水,分析进水化学需氧量(COD)浓度对COD去除率、出水pH值以及沼气产率的影响。结果表明,在中温(35±1)℃环境、进水COD浓度7 000mg/L条件下调节进水pH值为5.1时可满足试验要求,此时最佳的控制水力停留时间(HRT)为3d,在该条件下,COD去除率达到76%,沼气产量为20.1L/d,其中甲烷含量为60.45%。     

2种吸附剂对鸡粪厌氧发酵产气特性的影响

【目的】研究生物炭和纳米零价铁(nano zero-valent iron, nZVI) 2种吸附剂对鸡粪中温厌氧发酵产气特性的影响,以寻求适宜的吸附剂及其添加量。【方法】采用中温(35±1)℃恒温批次试验,以鸡粪为发酵原料,分别添加不同质量分数(0%(对照),2.5%,5%,7.5%和10%)的生物炭和不同质量分数(0%(对照),0.25%,0.5%,0.75%和1%)的nZVI,探索添加生物炭和nZVI对鸡粪厌氧发酵产气特性动态的影响。【结果】添加生物炭后,鸡粪厌氧发酵累积沼气产量随着时间的延长总体不断增加;试验结束时,添加生物炭各处理的累积沼气产量显著高于对照(P0.05),其中添加5%生物炭处理的累积沼气产量最高,达到21 532 mL。添加nZVI后,累积沼气产量随时间的延长呈增加趋势;试验结束时,未添加nZVI的累积沼气产量最高,达到11 101 mL。随着生物炭添加量的增加,平均沼气产量呈单峰变化趋势,其中添加5%生物炭处理的平均沼气产量最高,达到414 mL/d;随着nZVI添加量的增加,平均沼气产量呈先降后增再降的变化趋势。与对照相比,添加生物炭均能显著提高甲烷含量,而添加nZVI的各处理仅1%nZVI才能显著提高甲烷含量。随着发酵时间的增加,添加生物炭后pH总体呈上升-下降-上升趋势,添加nZVI后pH总体呈逐渐上升趋势。添加生物炭和nZVI的各处理后发酵过程中挥发性脂肪酸质量浓度均呈上升-下降-上升-下降的变化趋势,氨态氮质量浓度发酵初期快速增加,之后总体呈降低的趋势。与对照相比,添加生物炭处理的总固体和挥发性固体的产气效率均显著增加(P0.05),其中添加5%生物炭的处理总固体和挥发性固体产沼气效率最高;而添加nZVI的总固体和挥发性固体产气效率均降低。【结论】添加生物炭对鸡粪厌氧发酵有促进作用,在以250 g干鸡粪为发酵原料、发酵总体积700 mL、发酵温度(35±1)℃的条件下,当生物炭添加量为15.32 g时,累积沼气产量最高为21 844.75 mL;添加nZVI对鸡粪厌氧发酵产沼气无促进作用。     

畜禽粪便固态厌氧发酵产酸产气特性研究

以猪粪、牛粪和鸡粪3种典型畜禽粪便为原料,采用总固体(TS)质量分数为20%的厌氧发酵工艺,以pH值、挥发酸(VFA)含量、日产气量、累积产气量、CH_4含量及H_2S含量为考察指标,在中温(37±1)℃条件下考察畜禽粪便固态厌氧发酵产VFA和沼气的情况。结果表明:在发酵周期内,猪粪、牛粪和鸡粪厌氧发酵的累积产气量分别为23 155、25 480、13 025 m L;TS产气率分别为0.328、0.365、0.231 m~3/kg;沼气中CH_4平均含量牛粪组猪粪组鸡粪组,猪粪厌氧发酵产甲烷含量最稳定;H_2S平均含量猪粪组牛粪组鸡粪组,鸡粪发酵过程中臭味较重;pH值与VFA含量呈负相关,乙酸占VFA总量的60%~70%,各试验组基本处在适宜厌氧发酵pH值范围内。     

微量金属元素添加频率对牛粪厌氧发酵特性的影响

为研究微量金属元素对牛粪厌氧发酵特性的影响,每隔1,3,5,7d向牛粪厌氧发酵液中添加Fe、Co、Ni元素。结果表明,7d添加1次微量金属元素的发酵组效果最佳,产气率和总产气量最高,COD去除率最高;每1d添加1次的挥发性有机酸(VFA)和产气量都最低,分析认为微量金属元素添加频率过高会破坏反应器内的营养平衡。     

不同有机物料对宁夏盐碱地土壤微生物数量的影响研究

为了了解不同有机物料对宁夏盐碱地土壤微生物数量及酶活性的影响,设置了对照、秸秆、生物炭、药渣、腐熟牛粪、糠醛渣、商品有机肥、常规化肥等8种不同处理。结果表明:施用有机物料可以显著增加土壤微生物数量,其中秸秆(ST)处理的硝化细菌数量和反硝化细菌数量显著高于其他处理(P0.05),比对照分别高出163.67%和147.44%;药渣(YZ)处理的真菌数量和有机磷细菌数量显著高于其他处理,比对照分别高出181.67%和299.89%;腐熟牛粪(CD)处理的细菌数量和放线菌数量最高,显著高于其他处理(P0.05),分别比对照高出315.46%和3.82%;商品有机肥(OF)处理的亚硝酸细菌数量较高,比对照高出87.75%。     

玉米秸秆分解微生物复合菌剂群落组成及提高沼气产量的研究

为提高农业废弃物混合厌氧发酵中沼气产率,以牛粪、秸秆等固态物料为发酵原料,采用自行设计沼气发酵装置,研究不同菌剂投量(0,100 m L,200 m L,300 m L)对沼气产量变化的影响。结果表明,与未添加菌剂的对照(T1)相比,处理组(T2、T3、T4)总产气量分别提高6.6%、19.6%、16.6%。有效证实添加微生物菌剂有助于提高沼气产量。利用变形梯度凝胶电泳(DGGE),分析复合菌剂群落,结果表明,其中的9个条带的近缘种,只有1株为未可培养菌外,其余已知菌分别归属6个属,从系统发育树可见该复合系有丰富的菌种组成多样性。     

农村有机生活垃圾等混合物料厌氧发酵产沼气性能

为获得有机生活垃圾、玉米秸秆和牛粪混合物料厌氧发酵产沼气性能,为农村废弃物沼气工程高效运行提供依据,在初始总固体(TS)为12%和中温(35±1)℃条件下,考察了有机生活垃圾、玉米秸秆与牛粪三物料不同湿基质量比(1∶0∶2、1∶0.5∶1.5、1∶1∶1、1∶1.5∶0.5、1∶2∶0)对厌氧发酵过程的影响。结果表明:与双物料混合厌氧发酵相比,三物料混合厌氧消化能显著提高原料产气率,有机生活垃圾、玉米秸秆和牛粪配比为1∶1∶1的组合单位TS累积产气量高于其他处理;不同发酵物料配比能影响厌氧发酵完成时间,随着秸秆比例的增加,完成厌氧发酵的时间逐渐增长,有机生活垃圾和牛粪的组合与三者配比为1∶0.5∶1.5、1∶1∶1、1∶1.5∶0.5和1∶2∶0的处理相比,厌氧发酵完成时间分别缩短了12、15、19、22 d;三物料混合发酵适宜的配比能平衡发酵系统中酸的浓度,防止系统酸化,并能提高纤维素半纤维素降解率。综上认为三物料最佳配比为1∶1∶1。     

牛粪搅拌式固定床沼气发酵条件的优化

以牛粪为沼气发酵原料,利用连续搅拌式反应器(Continuous stirred tank reactor,CSTR)和碳纤维载体构建搅拌式固定床反应器,研究料液浓度(TS)、碳氮比(C/N)、温度、p H、水力停留时间(HRT)和搅拌转速对甲烷产量的影响,通过响应面设计进行回归分析,结合满意度函数确定牛粪搅拌式固定床厌氧发酵工艺的最佳参数。研究结果表明最佳工艺条件为:TS 8%,C/N 25∶1,温度39℃,pH 7.5,HRT 10 d。验证分析表明,模型预测值与试验值相吻合(偏差2.27%),模型拟合度较好。     

猪粪和玉米秸秆混合发酵产沼气特性研究

东北地区猪粪与玉米秸秆是养殖业和农业主要的废弃物类型之一,为了充分把两种废弃物通过厌氧生物处理途径进行资源化,研究探讨猪粪和玉米秸秆不同配比下混合厌氧发酵产沼气的特征。在中温(37±1℃)条件下,总固体含量(TS)为8%,将猪粪与玉米秸秆分别按照不同干重比(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2)进行批次厌氧发酵。结果表明,粪秆比2∶1,累积产生的沼气量和TS生甲烷率均最高,分别为306 mL·g^-1和138 mL·g^-1,较粪秆比1∶0处理组提高18.5%和8.4%,木质纤维的的降解率比粪秆比1∶0高5.23%。木质纤维素降解量与累积产沼气量显著相关(P<0.05)。     

畜禽粪便水分特征研究

本研究采集了牛粪、猪粪、鸡粪等鲜样,对其水分特征、固体形态等性质进行了分析。结果表明:单位重量牛粪样品吸水能力最强,可达7.14 g.g-1干重,其中,以吸附与毛细管形态水比例最高,占总水量的61.8%;猪粪与鸡粪单位重量吸水量分别为:3.36g.g-1干重、4.62 g.g-1干重。牛粪样品纤维、胶体含量分别为51.6%、3.4%,明显高于猪粪与鸡粪,牛粪样品CECv最高,达到28.74 mg当量.100 g-1;分别对牛粪进行纤维素酶处理(降低纤维含量)、酸处理(改变CECv)、去除胶体,测定水分特征曲线,结果表明纤维含量、胶体含量及CECv与吸水能力有一定的正相关性。如何破坏纤维与胶体等物质形成的蓄水结构,将不易去除的吸附水、毛细管水转为易去除的重力水是粪便生物脱水重点研究方向。     

Vb生物膜反应器处理酵母废水的发酵特性研究

利用以炭纤维为载体的生物膜反应器处理酵母废水,通过逐步提高进料浓度的方式,对厌氧生物膜反应器处理高浓度有机废水的能力及反应器内微生物的多样性变化特征进行了探索。结果表明,当控制水力停留时间(HRT)为6d,进料COD浓度由启动时2 798mg/L分阶段提升至5 596和13 990mg/L的过程中,相应的沼气容积产气率分别为0.06、0.14和0.37L/(L·d),平均甲烷含量分别为57%、71%和74%,COD平均去除率分别为45%、64%和65%,反应器表现出了较强的抗有机负荷冲击能力。当进料COD浓度继续提高至22 980mg/L,对应COD容积负荷达4.7g/(L·d)时,COD去除率降至49%,但pH能维持在7.7,平均甲烷含量为66%,沼气容积产气率进一步上升到0.58L/(L·d)。可见,过高的进料容积负荷虽然提高了容积产气率,但会造成沼气转化效率的下降。高通量测序结果表明,随着有机负荷的增加和运行时间的延长,反应器内微生物菌群逐渐稳定并演化成了以甲烷螺菌属(Methanospirillum)、甲烷鬃菌属(Methanosaeta)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)为古菌代表和以食酸菌属(Acidovorax)、芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)为细菌代表的优势菌属构成的沼气微生物菌群,优势菌属占总微生物数量的比例为58%。启动初期和稳定期的沼液中古菌、细菌所占比例分别为69.23%、30.77%和66.86%、33.14%;产甲烷类菌株在古菌菌群中的比例从起始阶段的33.11%提升到稳定阶段的76.70%,氢营养型产甲烷菌成为古菌群落结构中占绝对优势地位的类群(由起始阶段的24.67%升高到稳定阶段的60.13%)。     

接种量对牛粪分离液厌氧发酵特性影响

利用研制的螺旋挤压分离机对稀释的牛粪进行分离,在中温(35±2)℃条件下,对分离液按照不同接种量(占发酵有效容积体积百分数为10%、20%、30%、40%、50%)进行厌氧发酵试验,发酵周期为20 d,以VS(Volatile solid)产气率、COD(Chemical Oxygen Demand)去除率为考察指标,...