物料浓度对玉米秸秆连续厌氧发酵产沼气研究

利用沼气湿发酵技术,以青储玉米秸秆为发酵原料,采用连续厌氧发酵方式,研究以容积产气率、沼气中甲烷体积分数、累积产气量和VFA为特征指标,研究不同物料浓度对青储玉米秸秆连续发酵产沼气的影响,为秸秆沼气技术的应用提供技术支持。发酵浓度不同,容积产气率和累积产气量不同,以TS8%最高10%次之,6%较低,在第15d累积产气量分别为125.996L、109.176L和88.763L,最高容积产气率分别为2.572L·L-1d-1、2.172L·L-1d-1和1.512L·L-1d-1。     

HRT对玉米秸秆连续厌氧发酵产沼气研究

利用沼气湿发酵技术,以青储玉米秸秆为发酵原料,采用连续厌氧发酵方式,研究以容积产气率、累积产气量和沼液中氨氮含量为特征指标,研究不同HRT对青储玉米秸秆连续发酵产沼气的影响,为秸秆沼气技术的应用提供技术支持。HRT为15d的容积产气率、累积产气量、和氨氮含量大于HRT为30d的容积产气率、累积产气量、和氨氮含量。     

鸡粪中温干式沼气发酵启动阶段温度变化对产气性能的影响

采用半连续试验研究了鸡粪中温干式沼气发酵启动阶段,温度从35℃骤降至15、20、25℃和30℃并再次恢复至35℃过程中,温度变化对产气性能的影响,以期为干式沼气发酵的启动提供科学依据。结果表明:温度变化影响启动阶段沼气产量和甲烷含量,变温期间,15、20、25、30℃和35℃最大容积沼气产率分别为0.017、0.126、0.357、0.442 L·L~(-1)·d~(-1)和0.493 L·L~(-1)·d~(-1);最大原料甲烷产率分别为0.011、0.074、0.211、0.261 L CH4·g~(-1)VS和0.294 L CH4·g~(-1)VS。对比35℃恒温发酵产气性能,温度骤降至15℃和20℃条件下运行的产气能力明显小于温度骤降至25℃和30℃条件运行的产气能力。温度变化幅度越大,产气性能受影响越大,沼气发酵微生物对一定温度变化范围具有一定的适应性,足够的时间范围内可以顺利恢复。在变温发酵启动过程中,相比脱氢酶,辅酶F_(420)浓度变化和甲烷产率之间具有更好的线性相关性。研究表明:鸡粪35℃中温干式沼气发酵可以顺利启动,但温度变化导致厌氧干发酵启动时间延长。辅酶F_(420)可以作为反映干式沼气发酵启动阶段污泥活性变化的指标。     

鸡粪玉米秸秆混合厌氧发酵产气特性分析

通过探索鸡粪与玉米秸秆不同配混比例对厌氧发酵产气特性的影响,以期提高鸡粪发酵的产气效率。采用自行设计的1 L厌氧发生器,在中温((35±1)℃)条件下,将鸡粪与玉米秸秆按照不同挥发性固体质量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5进行配混,以单一鸡粪发酵为对照,分析不同处理厌氧发酵的产气特性和料液特性。结果表明,鸡粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气效率优于单一鸡粪发酵;当鸡粪与玉米秸秆配混比例为6∶4时,日产气量、累积产气量、甲烷总产量、容积产气率及挥发性固体产气量均较高,分别为802.54、12 933.23、7 757.06 m L及0.350 L/(L·d)和0.474 L/g,分别较对照高44.93%、159.62%、191.33%、159.26%和160.44%,且发酵料液pH值变化相对平缓,说明发酵周期内系统相对稳定。以单一鸡粪为主的厌氧发酵生产沼气过程中,适当添加玉米秸秆可提高发酵效率和产气量,二者配混比例为6∶4为玉米秸秆推荐添加量。不同原料混合厌氧发酵,可提升发酵效率和养殖场粪污处理速率,对改善生态环境和促进山西省养殖业、种植业可持续发展具有重要意义。     

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.     

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。     

不同接种量对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响

以玉米秸秆为发酵原料,在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵产沼气试验,通过改变接种物的不同比例,在35℃的条件下研究玉米秸秆厌氧发酵产气效果,试验结果表明:接种物与玉米秸秆的比例为1∶10时产气效果最佳。     

不同接种量对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响

以玉米秸秆为发酵原料,在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵产沼气试验,通过改变接种物的不同比例,在35℃的条件下研究玉米秸秆厌氧发酵产气效果,试验结果表明:接种物与玉米秸秆的比例为1∶10时产气效果最佳。     

不同作物秸秆厌氧发酵产沼气试验研究

以农作物秸秆稻草、小麦秆、玉米秆)为发酵原料,采用批量发酵工艺,在中温条件下35℃依2℃)进行纯秸秆厌氧发酵产沼气潜力试验研究。结果表明,中温条件下,秸秆的平均日产气量、总产气量和平均甲烷含量体积分数,下同)玉米最高分别为1.75 L、113.6 L、56%);小麦次之分别为1.62 L、105.4 L、55.4%);稻草最低分别为1.39 L、90.31 L、55.04%)。稻草、小麦秆、玉米秆的产沼气潜力分别为0.41、0.48、0.51L/g(总固体含量)。     

8m~3玻璃钢沼气池质量性能与产气效果

在对以不饱和聚酯树脂和玻璃纤维布为关键制作材料的8 m3农村户用玻璃钢沼气池的结构设计、性能参数、加工工艺等质量性能进行测试的基础上,以混凝土沼气池为对照,对其产气效果进行了初步研究。结果表明,沼气池的玻璃钢平均产气可达0.442 L.L-1.d-1,而混凝土的只有0.299 L.L-1.d-1,前者比后者提高了47.8%;沼气中甲烷的平均体积分数,玻璃钢的可达0.496 L.L-1,而混凝土的只有0.430 L.L-1,前者比后者提高15.3%。     

温度和碳氮比对木薯渣厌氧发酵产气量的影响

为研究温度和碳氮比(C/N)对木薯渣厌氧发酵制沼气过程中日产气量、累积产气量、容积产气率的影响,在统一干物质浓度、接种量的基础上分别进行为期31 d的的单因素试验.试验分别以C/N为25、30、35,发酵温度以30、35、40℃进行单因素三水平设计以优化木薯渣厌氧发酵的参数.结果显示,C/N在30时木薯渣厌氧发酵效果最好,发酵周期内平均日产气12.50 L,总累积产气量387.5 L,容积产气率为0.69 m3/(m3·d);发酵温度则在40℃时产气效果最佳,投料第5d达到日产气量最大值43.5 L,整个发酵过程总累积产气量295.3 L,平均日产气率9.53 L/d,干物质日产气率3.50L/(kg·d),容积产气率0.53 m3/(m3·d).     

玉米秸秆与水果废弃物不同比例混合发酵产气特性研究

以玉米秸秆混合不同比例的废弃苹果果浆为发酵原料,接种一定量的厌氧污泥,在3℃左右的条件下进行厌氧发酵,研究玉米秸秆与水果废弃物不同配比混合发酵的产气特性。结果表明：在50 d的发酵过程中,一定范围内随苹果果浆添加比例的增大,所产沼气总量逐渐升高,但沼气中甲烷含量有所降低;苹果果浆与玉米秸秆比例为2：3时（二者TS比0.11、VS比0.12）,总TS浓度10.85%时,二者混合发酵产气效果最佳,所产气体中甲烷含量为51.22%。     

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。     

不同配比猪粪、小麦秸秆混合厌氧发酵产气特性研究

【目的】研究不同配比猪粪与小麦秸秆混合厌氧发酵的产气特性,为提高小麦秸秆利用率和产气效率提供依据。【方法】选取猪粪、小麦秸秆及其不同配比(干物质质量比1∶1,2∶1,3∶1)的混合物为发酵原料,以沼液为接种物,研究不同发酵原料厌氧发酵过程中pH值、日产气量、累积产气量、气体成分和干物质产气率的变化。【结果】仅以猪粪为原料进行厌氧发酵时,日产气量的峰值(2 142.2 mL/d)、累积产气量(70.36 L)和干物质产气率(351.8 mL/g)明显高于其他4种发酵原料;在3种混合发酵原料中,猪粪与小麦秸秆配比为3∶1时,其日产气量的峰值(2 011.7 mL/d)、累积产气量(49.08 L)和干物质产气率(245.4 mL/g)明显高于其他2种混合发酵原料。随着厌氧发酵时间的延长,猪粪与小麦秸秆及其按不同比例配比时,所产气体中的甲烷体积分数呈逐渐增加趋势,在厌氧发酵中后期甲烷体积分数达到45%以上;所产气体中硫化氢的体积分数呈逐渐下降趋势,其中猪粪所产气体中硫化氢的体积分数较其他处理高。【结论】在厌氧发酵过程中,合理调控猪粪与小麦秸秆的配比,既能提高小麦秸秆的产气量,又能缩短猪粪的产气周期,降低硫化氢体积分数。     

寒区车库式干法沼气发酵系统的运行试验

针对寒冷地区如何保证沼气越冬生产,且耗能低的问题,研制出一种寒区车库式干法沼气发酵系统,该系统具有良好的增保温和产气性能。并以牛粪和秸秆为原料在环境温度不低于-19.7℃情况下进行了产气运行试验,结果发现整个产气周期物料温度始终维持在51~55℃之间,同一料层每小时温度变化不大于1.4℃,池容平均产气率达到0.83m~3/(m~3·d),产气甲烷体积分数除前2d外都达到55%以上,表明反应器具有良好的增保温性能,较高的池容产气率和较好的产气质量。     

两种木薯乙醇发酵废醪渣产沼气试验分析

以中国木薯和老挝木薯发酵产乙醇后剩余的干酒糟为原料,在(35±1)℃条件下进行批量式沼气发酵试验,发酵料液的TS质量分数为4%。结果表明,中国木薯废醪渣和老挝木薯废醪渣的平均日产气量分别为158.2、149.3 mL/d。中国木薯醪渣的TS产气率和VS产气率分别为659、867 mL/g,老挝木薯醪渣的TS产气率和VS产气率分别为799、1 080 mL/g,沼气中的平均甲烷含量分别为50%和51%左右。     

温度对粪便与玉米秸秆混合厌氧消化产生特性的影响

【目的】探索牲畜粪便和玉米秸秆混合发酵的产气量与发酵时间和发酵温度之间的关系,确定农村户用沼气原料和最佳发酵温度,为提高农作物秸秆资源化利用效率提供科学依据。【方法】采用自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以猪粪、牛粪和玉米秸秆作为发酵原料,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%条件下进行批量试验,在25~40℃,每5℃设一个温度梯度,研究不同发酵温度对猪粪、牛粪与玉米秸秆按不同比例(质量比为1∶1,2∶1,3∶1)配比混合发酵的产气速率、产气量及发酵时间的影响,并用SAS软件对各因素进行多元回归分析,建立回归方程,得出各影响因子的最优值。【结果】在一定温度范围内(25~40℃),厌氧发酵产气速率峰值出现的时间和发酵周期均基本随着温度的升高而缩短,峰值和产气量均基本随着温度的升高而增加。从总累积产气量来看,猪粪与玉米秸秆配比发酵优于牛粪与玉米秸秆配比,猪粪、牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵的最佳温度是34℃左右,发酵时间为58 d左右。【结论】确定了沼气的最佳原料、发酵温度和时间,为农作物秸秆的资源化利用提供了参考。     

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。     

玉米秸秆水解残渣厌氧消化的产气性能

为了考察玉米秸秆水解残渣(Unhydrolyzed solid,UHS)的厌氧消化产甲烷潜力,研究了接种物类型、接种比例以及发酵温度对UHS产气性能的影响。结果表明,餐厨垃圾厌氧消化液作为接种物时,UHS具有较高的产气能力,累积甲烷产量达到208.06 m L·g~(-1)VS;UHS的累积甲烷产量与接种物对底物的比值(Inoculum to substrate ratios,RI/S)有关,其值随着接种比例的减小而逐渐降低,当接种比例RI/S为0.1∶1~3∶1时,累积甲烷产量为111.20~224.48 m L·g~(-1)VS,UHS的生物降解率为27.89%~56.29%,其降解能力随着底物浓度的升高而降低;在高温发酵(55℃)和中温发酵(35℃)条件下,相同接种比例的对照组中,UHS累积甲烷产量较为接近,但高温发酵的产气速率明显高于中温发酵。     

IC反应器发酵产氢的启动特性试验研究

对小型IC反应器发酵产氢的启动特性进行了研究,通过出水pH值、碱度及VFA来判断反应器的运行状况,当系统运行良好时,出水pH值稳定在3.5 ～4.5之间,碱度稳定在0～ 10 mmol· L-1,VFA在10-30 mmol·L-1范围内;容积负荷COD为52.00 kg· m-3·d-1时有较高的产气量,不断提高容积负荷,产气量增加较少,当稳定容积负荷COD为31.20 kg·m-3·d-1时产气量接近350 L·d-1;用该反应器发酵产氢,产生气体量较大,最高时可达360 L·d-1,气体中氢气含量较高,最高可达48％.