生物质炭辅助沼气中温发酵的观察实验

研究生物质炭对猪粪厌氧发酵累计产气量和产气速率的影响,为改善沼气发酵提供参考。试验以猪粪为发酵原料,添加一定量生物质炭,在恒温35℃的光照培养柜中和料液总固体质量分数为8%的条件下进行厌氧发酵。观察结果显示:经过12天的发酵,质量分数约0.34%的生物质炭添加量有利于促进沼气发酵。     

沼气发酵技术（下）

四、什么是沼气发酵接种物?答:沼气发酵的核心微生物菌落是甲烷菌群,沼气发酵的前提条件就是要在发酵原料中,接入含有大量甲烷菌群的菌种,也称为沼气发酵接种物。     

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。     

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。     

低温条件下不同接种物对沼气中甲烷含量的影响

选择适宜的沼气接种物是提高甲烷含量的有效途径,以鲜牛粪和干杂草为底物,接种四种接种物,4℃下培养,研究不同接种物对沼气中甲烷含量的影响.结果表明,接种根河泥样A组和霍林河泥样B组的产气中最高甲烷含量分别为52.66％和48.04％;接种经低温驯化的接种物C组最高甲烷含量为14.45％;接种加活性炭的低温驯化接种物D组最高甲烷含量为20.08％,不同接种物对沼气中的甲烷含量影响较大.     

沼气发酵技术问答（下）

5．如何制备沼气发酵接种物？ 农村沼气发酵接种物一般采用老沼气池的发酵液添加一定数量的人畜粪便。比如，要制备500公斤发酵接种物，一般添加200公斤的沼气发酵液和300公斤的人畜粪便混合，堆沤在不渗水的坑里并用塑料薄膜密闭封门．1周后即可作为接种物。如果没有沼气发酵液，     

沼气池的使用及检修方法

1.沼气池的使用 1.1发酵接种物农村沼气发酵接种物一般采用老沼气池的发酵液添加一定数量的人畜粪便.例如,要制备500kg发酵接种物,一般添加200kg的沼气发酵液和300kg的人畜粪便混合,堆沤在不渗水的坑里并用塑料薄膜密闭封口,1周后即可作为接种物.如果没有沼气发酵液,可直接用人畜粪便500kg进行密闭堆沤,10天后便可作沼气发酵接种物.     

沼气发酵接种物的选择

沼气发酵的核心微生物菌落是甲烷菌群,沼气发酵的前提条件就是要在发酵原料中,接入含有大量甲烷菌群的菌种,也称为沼气发酵接种物。沼气发酵接种物是从自然界来的,接种物的来源主要有如下几处:(1)天然的河流、湖泊、沼泽、池塘底部;(2)阴沟污泥之中;(3)积水粪坑之中;(4)动物粪便及其肠道之中;(5)屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工厂等阴沟之中以及人工厌氧消化装置之中。     

实用技术问答

沼气灯不亮或时明时暗,是什么原因?如何调整?答:原因:①沼气中甲烷含量低,压力不足;②沼气灯喷嘴安装不当、堵塞或偏斜;③输气管内有积水;④纱罩型号与沼气的要求压力不配套。处理方法:①增添发酵原料和接种物,提高沼气池产气量和甲烷含量;     

沼气池的使用及检修方法

1.沼气池的使用1.1发酵接种物 农村沼气发酵接种物一般采用老沼气池的发酵液添加一定数量的人畜粪便。例如，要制备500kg发酵接种物，一般添加200kg的沼气发酵液和300kg的人畜粪便混合，堆沤在不渗水的坑里并用塑料薄膜密闭封口，1周后即可作为接种物。如果没有沼气发酵液，可直接用人畜粪便500kg进行密闭堆沤，     

沼气发酵接种物小知识

沼气发酵的核心微生物菌落是甲烷菌群,沼气发酵的前提条件就是要在发酵原料中,接人含有大量甲烷菌群的菌种,也称为沼气发酵接种物. 沼气发酵接种物是从自然界来的,其来源主要有:(1)天然的河流、湖泊、沼泽、池塘底部;(2)阴沟污泥之中;(3)积水粪坑之中;(4)动物粪便及动物肠道之中;(5)屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工厂等下水道之中以及人工厌氧消化装置之中.     

蓝藻泥干发酵潜力研究

探讨藻泥干式发酵资源化利用的潜力。以太湖脱水藻泥为原料,进行干式厌氧发酵产沼气试验,分析蓝藻干式发酵的可行性。结果表明,接种物与蓝藻体积比为3∶7时,在恒定温度为35℃的发酵环境中发酵42d,蓝藻TS产气潜力为352.31mL/g,VS产气潜力为381.59mL/g,产气高峰时沼气中甲烷的含量为67.25%,蓝藻TS利用率为50.15%,VS利用率为52.39%,TOC利用率为53.86%。蓝藻泥可以作为发酵原料直接进行干式发酵。     

巢湖蓝藻产沼气的试验研究

[目的]探讨对巢湖蓝藻厌氧发酵资源化利用的潜力。[方法]以巢湖新鲜蓝藻为原料,进行厌氧发酵产沼气试验,分析产沼气的最佳条件。[结果]结果表明,接种物与蓝藻体积比为1∶2时,产气最佳。在平均温度为27.5℃的发酵环境中发酵50 d,蓝藻TS产气潜力为368.25 ml/g,VS产气潜力为383.33 ml/g,沼气中甲烷的平均含量为63.46%,蓝藻TS利用率为54.01%,VS利用率为58.35%。[结论]巢湖新鲜蓝藻可以作为发酵原料生产沼气。     

生物质炭对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响

为揭示生物质炭在城市污泥堆肥发酵中的应用潜力,提高城市污泥的堆肥效率和堆肥品质,以城市污泥和稻壳为堆肥原料,分别添加0,3%、5%、10%的生物质炭,采用高温好氧堆肥工艺,通过测定堆肥过程中温度、pH及硝态氮、铵态氮及总氮含量等的变化,研究了添加不同比例生物质炭对城市污泥好氧堆肥过程中氮素转化的影响。结果表明:生物质炭的添加可提高堆肥过程中氮的利用率,促进堆肥进程。各处理的堆体发酵中温度达50℃以上时间均保持了7d以上,都达到国家堆肥的无害化标准;添加生物质炭可使城市污泥的好氧发酵期提前;随着堆肥过程的进行,各处理中总氮含量均呈下降趋势,pH呈先上升后下降而后趋势于平稳上的趋势,硝态氮呈先上升后趋势于平缓的趋势,铵态氮和温度都呈先上升后下降趋势,各处理间存在差异,但趋势相同。综合各项指标,与其它处理相比处理2即当生物质炭添加量为5%时,整个堆肥过程表现较好。     

添加生物质炭不同组分对不结球白菜产量和品质的影响

[目的]本文旨在揭示生物质炭施用对作物产量和品质的影响机制。[方法]通过热水浸提法,将生物质炭中以有机碳为主的"炭骨架"(水洗生物质炭,washed biochar)和以小分子有机物为主的"类植物生长激素"(生物质炭浸提液,biochar extracts)分离,再通过燃烧法将以氮、磷、钾等营养元素为主的"速效养分"(生物质炭灰分,biochar ash)分离。将这些不同的组分添加到高、低2种肥力土壤中,研究其对不结球白菜(简称小白菜)产量、品质及土壤性质的影响。[结果]添加不同生物质炭组分对小白菜地上部生物量和根系生物量没有显著影响,但添加生物质炭浸提液和水洗生物质炭显著提高了高肥力土壤中小白菜的根冠比。添加生物质炭不同组分均显著降低了收获期小白菜地上部硝酸盐含量,不同处理硝酸盐含量降低41%～84%。添加水洗生物质炭提高了高肥力土壤中小白菜地上部维生素C含量;而添加生物质炭浸提液增加了低肥力土壤小白菜地上部维生素C含量。添加生物质炭不同组分均显著提高了收获期小白菜地上部钾含量,不同处理钾含量增加43%～88%。小白菜地上部硝酸盐含量与钾含量呈极显著负相关关系。[结论]添加秸秆生物质炭不同组分对小白菜产量没有显著影响,但降低了小白菜地上部硝酸盐含量,同时提高了钾含量。添加秸秆生物质炭后小白菜地上部钾吸收量的增加可能是硝酸盐含量降低的重要原因。     

原料、炭化温度和生物质炭组分对小白菜生长的影响

【目的】探究不同原料、炭化温度和生物质炭不同组分对植物生长的影响,进而揭示生物质炭的增产机制。【方法】分别以木屑和玉米秸秆为原料,在350、450、550℃下裂解得到生物质炭。采用热水浸提法将生物质炭中的可溶性组分（浸提液）与难溶性组分（炭骨架）分离。通过盆栽试验,研究不同生物质炭及组分对小白菜生长的影响。【结果】添加玉米秸秆生物质炭及其各组分处理下,小白菜地上部生物量平均为16.1 g/盆,显著高于添加木屑生物质炭及其各组分（13.0 g/盆）和对照处理（13.5 g/盆）。与地上部生物量类似,添加玉米秸秆生物质炭及其各组分处理下小白菜根长、根表面积、根体积和根尖数等形态学指标较木屑生物质炭和对照处理显著改善。添加炭骨架处理下小白菜地上部生物量平均为16.5 g/盆,较添加原状生物质炭和浸提液分别提高26.9%和17.9%。添加炭骨架处理下小白菜根长、根表面积、根体积和根尖数较添加浸提液处理分别提高64.1%、51.1%、38.3%和80.0%。不同炭化温度裂解得到的生物质炭对小白菜地上部生物量和根系生长无显著影响。与添加原状生物质炭处理相比,添加炭骨架处理下小白菜地上部氮含量提高25.9%,而磷和钾含量分别降低39.7%和14.1%。添加玉米秸秆生物质炭及其各组分处理下土壤pH、有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量较添加木屑生物质炭处理分别提高0.1个单位、20.3%、19.1%、29.1%和189.2%。与添加原状生物质炭相比,添加生物质炭骨架处理下土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量分别降低14.6%、6.6%、41.3%和55.1%,土壤pH升高0.13个单位;而添加生物质炭浸提液处理下土壤有机碳、全氮和速效磷含量分别降低49.8%、18.9%和24.2%,土壤pH和速效钾含量无显著变化。相关分析表明,不同处理下小白菜地上部生物量与根长、表面积、平均直径、根体积、根尖数等根系形态指标和土壤pH呈正相关,与小白菜地上部磷含量呈负相关。【结论】生物质炭制备原料和组成是影响植物生长的重要因素,玉米秸秆生物质炭较木屑生物质炭有更好的增产效果;玉米秸秆生物质炭经热水浸提后再添加至土壤中有更好的增产效果。生物质炭中可溶性组分对根系生长的促进作用是生物质炭增产的主要机制,而可溶性组分对根系促生作用与原料、制备温度和其本身物质组成密切相关。     

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.     

乳酸菌及酸处理对秸秆生物发酵饲料的化学成分及In vitro甲烷生成的影响

采用完全随机(添加处理5×发酵天数2)实验设计,对风干玉米秸秆进行无添加、乳酸菌(LAB)添加、酸液4%、6%和8%添加共计5个处理,发酵30 d和60 d开封。分析了p H、饲料化学成分、微生物组成及In vitro干物质消失率和甲烷生成量。经过发酵30及60 d的p H,LAB、4%、6%和8%的酸添加组均低于对照组,并且在相同添加组中,p H值随发酵时间的增加而显著下降。在饲料化学成分方面,所有添加组的有机物(OM)均高于对照组;LAB添加组的粗蛋白含量(CP)和粗脂肪(EE)均高于其他处理组。在微生物上,30或60 d的5个添加组的乳酸菌、耐热菌、一般细菌及酵母菌分别显著低于对照组;同时在每个处理中,各微生物60 d均低于30日。在In vitro干物质消失率和甲烷生成量方面,所有添加处理组的干物质消失率和甲烷生成量分别高于和低于对照组。以上结果表明,黄贮玉米秸秆的发酵品质60日好于30日,乳酸菌及混合酸处理玉米秸秆,均能提高黄贮玉米秸秆发酵品质,混合酸处理玉米秸秆能够不同程度降解秸秆中的粗纤维为非纤维性碳水化合物,乳酸菌和6%混合酸处理玉米秸秆可以提高In vitro干物质消失率,同时降低甲烷生成量。     

生物质炭对不同质地镉污染土壤性质及有效镉的影响

[目的]研究生物质炭对不同质地镉污染土壤理化性质及有效镉的影响。[方法]按照不同比例配置成砂土、壤土及黏土3种质地的镉污染土壤,通过添加不同比例的生物质炭,模拟研究不同添加量生物质炭对不同质地镉污染土壤pH、EC、有机质、含水率及有效镉含量的影响。[结果]生物质炭尽管提高了不同质地土壤pH,但是没有显著性影响;土壤EC值、有机质含量和含水率均随生物质炭添加量的增加而显著增加。当生物质炭添加量低于4%时,土壤有效镉随着生物质炭添加量的增加呈显著降低,进一步提高生物质炭添加量时土壤有效镉含量变化不明显。和对照相比,当土壤中生物质炭的添加量为2%、4%、8%时,砂土有效镉分别减少2.09%、7.94%、14.50%,壤土分别减少24.00%、32.60%、35.00%;黏土分别减少41.80%、58.80%、63.20%。[结论]该研究为生物质炭在不同质地镉污染土壤中的应用提供理论依据。     

生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化过程氮素转化的影响

为了研究添加生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化处理过程中氮素转化特征的影响,分析堆肥过程中氮素的转化及损失规律,用西红柿茎蔓、玉米秸秆和猪粪按一定比例混合后添加不同比例的生物质炭,进行了为期30 d的堆肥发酵试验。结果表明,添加生物质炭能够提高堆体温度,使堆体快速进入高温期,延长高温持续时间,可降低挥发性氨的累积释放量,减少堆肥过程中的氮素损失,从而提高堆肥产品全氮的含量,并可促进堆肥后期NH_4~+-N向NO_3~--N转化,提高非酸水解态氮的含量。添加生物质炭有利于堆肥的腐熟,在堆肥第18 d添加较高比例的生物质炭的处理其NH_4~+-N/NO_3~--N≤0.5,堆肥产品达到腐熟。综合保氮和腐熟效果,蔬菜废弃物在堆肥化过程中以添加10%的生物质炭为最佳。