水稻秸秆-猪粪混合发酵研究

[目的]对水稻秸秆与猪粪进行混合发酵研究。[方法]在不对秸秆进行预处理的情况下,在35℃恒温下进行发酵,研究稻秆-猪粪VS比、底物-接种物VS配比(S/I)和VS浓度对混合厌氧发酵产气量的影响。[结果]当稻秆-猪粪VS配比为1∶4、底物-接种物VS配比(S/I)为2∶1、VS浓度为6%,产沼气量及甲烷产量均达到最大,产气效率高,其累积产气量为548.90mL/g。[结论]在水稻秸秆不进行预处理的情况下,水稻秸秆-猪粪进行中温发酵工艺最佳发酵条件为VS比1∶4、S/I2∶1、VS浓度6%。     

秸秆预处理对米根霉发酵产L-乳酸的影响

[目的]有效提高秸秆利用率。[方法]研究了不同种类洗涤剂预处理对秸秆酸水解液发酵产乳酸的影响。[结果]未经处理的秸秆,米根霉利用其酸水解液发酵,在发酵36h时,乳酸含量最高为1.98g/L,糖酸转化率为5.36%,而采用中性及碱性洗涤剂对秸秆进行预处理,均能够提高米根霉转化秸秆水解液为乳酸的转化率,其中2%皂粉预处理效果最好,其秸秆酸水解液发酵36h,产乳酸量为8.68g/L,发酵60h,乳酸含量达到最高10.64 g/L,糖酸转化率为43.02%。[结论]皂粉处理是较为理想的一种秸秆预处理方法。     

碱性条件促进植物生物质厌氧水解及发酵产酸的研究

[目的]研究碱性条件对植物生物质厌氧水解和发酵产酸的促进作用。[方法]采用半连续流式试验,考察了在pH分别为7．0、8．0、9．0、10．O、11．0和12．0条件下的水生植物生物质（香蒲枯叶）水解、挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acids,VFAs）的积累和分布规律。[结果]在pH10．0～12．0的强碱性条件下,VFAs产量随着pH的增大显著增加;生成的VFAs中,乙酸含量大部分在90％以上;强碱性条件使单位质量生物质转化成VFAs的效率显著提高,pH12．0条件下VFAs产率为196．57mg（VFAs）／g（生物质）,是pH7．0条件下的2．2倍。[结论]生物质的水解效率和溶解性有机物浓度随着强砌陛的增强而显著提高,碱性条件能够有效促进生物质水解及发酵产酸。     

蚯蚓堆制玉米秸秆的厌氧发酵产气特性

针对高浓度秸秆厌氧发酵过程存在酸化现象,采用蚯蚓堆制预处理玉米秸秆进行厌氧发酵产气特性研究.结果表明高VS浓度(8%)的秸秆厌氧发酵产气量高于低VS浓度(6%)的产气量,但是高VS浓度在发酵过程中容易产生酸积累,进而出现酸化现象,酸化对发酵产气有阻抑作用;蚯蚓堆制预处理后的秸秆在厌氧发酵产气过程中产气比较稳定,pH值处于正常范围内,不会出现酸化现象,但累计产气量偏低.     

碱预处理稻秆与猪粪混合厌氧发酵特性研究

采用不同浓度的Na OH对稻秆进行预处理,对碱处理的糖化效果、作用机制以及对混合厌氧发酵产甲烷的影响进行了研究。结果表明:当NaOH溶液浓度为1.5%(W/V)时产还原糖质量分数最高,达到71.6 mg·g~(-1)稻秆,远高于对照组(P0.01);扫描电镜(SEM)分析发现预处理后稻秆结构松散,细胞壁松弛,外壁比表面积增大,生物可利用性增加;傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和同步热分析仪(TG)分析均发现,NaOH预处理改变了稻秆的结构特征,木质素和半纤维素含量发生了变化;采用全自动甲烷潜力测试系统(AMPTS)对预处理稻秆及其与猪粪混合发酵产甲烷特性进行了分析,发现经1.5%NaOH预处理的稻秆中温厌氧发酵累积产甲烷量为327.10 m L·g~(-1)VS,远高于对照组稻秆的产甲烷量(P0.01);将经1.5%Na OH处理后的稻草秸秆与猪粪进行混合厌氧发酵,累积甲烷产量达到了340.95 mL·g~(-1)VS,比未处理稻秆猪粪混合组的272.23 mL·g~(-1)VS提高了25.24%(P0.01),比单一碱处理稻秆组提高了4.23%(P0.05)。研究结果表明1.5%Na OH预处理能够有效改善稻秆纤维结构,提高其与猪粪混合厌氧发酵的产甲烷效率。     

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.     

超声破解对剩余污泥减量的影响

[目的]探索超声破解处理剩余污泥的效果。[方法]采用间歇反应器和单因子逐一变化法,对影响超声破解处理剩余污泥效果的主要因素进行了研究和优化。[结果]低频率超声能促进剩余污泥的水解反应,改善超声破解污泥的效果,污泥的SCOD溶出率、VSS的破解率和温度随着声能密度的增大、作用时间的延长和污泥上清液pH的增大而增大。[结论]超声有利于剩余污泥的破解,减少剩余污泥的产量。     

剩余污泥厌氧发酵产气特性试验研究

[目的]研究剩余污泥厌氧发酵的产气特性。[方法]以四川省某污水处理厂的剩余污泥为原料,进行中温厌氧发酵试验研究。保证厌氧反应pH、VFA、碱度和营养配比在可控范围之内,采用逐步提高进料有机负荷的模式,对气体成分进行监测。[结果]随着有机负荷的提高,产气量呈现增加趋势,而单位污泥的产气率却出现先增加后降低的趋势。[结论]该研究为以后的污泥处理提供了一些参考。     

剩余污泥碱性发酵产蛋白酶菌株的筛选与鉴定

为了能够缩短剩余污泥碱性发酵周期,从碱性发酵剩余污泥中筛选产蛋白酶活力较高的耐碱细菌,利用形态学、生理生化、分子生物学特征对筛选到的菌株进行鉴定。结果表明,从碱性厌氧发酵剩余污泥中最终筛选获得2株产蛋白酶活力较高的耐碱细菌HIT-01菌株和HIT-02菌株,经鉴定分别为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。为进一步利用筛选获得的优势菌株构建生物菌剂、从而快速启动污泥碱性发酵开拓了新思路。     

糖蜜酵母废水厌氧处理研究

[目的]研究蜜糖酵母废水厌氧处理工艺。[方法]采用UASB工艺来处理糖蜜酵母废水,降低其COD。在进行厌氧处理前,通过好氧剩余污泥的预处理,调节水样的pH值。[结果]该工艺处理效果较好,对SO42-有高达69%的去除率,同时COD也能下降50%,而且不用再投加碱。采用预处理,有利于UASB处理糖蜜酵母废水,提高COD去除率,使其稳定在60%左右。[结论]该研究为蜜糖酵母废水厌氧处理提供了试验参考和理论依据。     

污泥好氧堆肥的试验研究

[目的]研究城市污水处理剩余污泥农用的可行性。[方法]利用自行设计的好氧堆肥装置,将某污水处理厂的剩余污泥与稻草按体积比1∶11、∶2、1∶3、1∶4进行混合堆肥,观察堆肥过程中堆肥箱内的温度、含水率、钾含量等参数的变化,评价堆肥腐熟度。[结果]污泥与稻草按体积比1∶2进行混合堆肥时,堆肥箱内的温度上升较快,含水率的下降幅度较大,有机质含量下降较快,钾含量较高,铜含量增加最少,锌含量降低最明显,堆肥腐熟度较好,各项指标均符合腐熟度要求,实现了污泥的资源化、无害化和稳定化。[结论]城市污水处理剩余污泥具有农用性,当污泥与稻草体积比为1∶2时,堆肥的效果较好。     

微生物预处理稻草秸秆产沼气试验研究

[目的]寻求一种高效经济的微生物预处理方法。[方法]利用实验室培养的黑曲霉、青霉和根霉对稻草秸秆进行前期预处理,分预处理5和10d2组,将预处理后的稻草进行厌氧沼气发酵,考察经菌处理后的稻草产气效果。[结果]预处理5d的稻草发酵产沼气的周期为56d,产气高峰出现在发酵的第16天。经青霉、黑曲霉和根霉复合菌预处理的稻草产气效果最好,其TS产气潜力为136.03ml/g,比对照组提高了64.22%,VS产气潜力为166.07ml/g,比对照组提高65.92%。从经菌预处理10d的稻草产气效果来看,对照组产气总量高于试验组。[结论]从TS、VS产气潜力及产气总量来看,菌预处理稻草5d的效果要高于菌预处理稻草10d的;从不同菌剂预处理效果来看,以黑曲霉、青霉和根霉复合菌剂预处理的效果最好。     

餐厨废弃物与生活污泥协同厌氧消化后沼渣的资源化利用途径探索

[目的]探究生物炭土资源化利用途径,解决其消纳的问题。[方法]以镇江市生活污泥与餐厨废弃物协同厌氧消化后的生物炭土为研究对象,研究生物炭土用于苗木栽培基质、花卉栽培基质、屋顶绿化栽培基质的最佳比例。[结果]生物炭土用于苗木栽培基质的最佳比例为40%~50%,用于室外盆栽花卉基质的最佳比例为50%,用于室内盆栽花卉基质的最佳比例为10%。园林绿化废弃物的堆肥产品与蛭石、珍珠岩按照2∶1∶0.5混配后的基质可以满足屋顶绿化的要求。[结论]餐厨废弃物与生活污泥协同厌氧消化后沼渣——生物炭土可作为苗木栽培、花卉栽培、屋顶绿化栽培的基质。     

腐熟剂预处理对水稻秸秆厌氧发酵的影响研究

农作物秸秆中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素,通常需要预处理后再对其进行厌氧发酵。试验采用腐熟剂对水稻秸秆进行生物预处理,研究了不同预处理时间和腐熟剂的添加量对厌氧发酵效果的影响,分析了发酵过程中产气量、p H和沼气中甲烷含量的变化。结果表明:腐熟剂预处理时间2d、腐熟剂投加量为秸秆用量的0.2%时,发酵前期物料p H下降显著、产气量高。预处理时间过长或腐熟剂添加量过多,会导致易降解有机物的大量消耗,不利于产气量的增加和发酵后期甲烷含量的稳定。     

丙酮丁醇梭菌复合诱变及发酵废弃物原料产生物丁醇的研究

[目的]通过废弃资源的再利用研究可替代的新型生物燃料——丁醇的发酵培养基。[方法]对菌株Clostridium acetobutylicum CGMCC 1.0134进行紫外诱变和磁场与Fe~(2+)共同诱变,获得1株丁醇产量高和稳定性好的优良突变株Clostridium acetobutylicum UM-80,采用不同的废弃原料考察该突变菌株的发酵性能,并筛选出合适的性价比高的培养基。[结果]突变株UM-80发酵产丁醇和总溶剂(丙酮、丁醇、乙醇)分别为9.04、17.95 g/L,较原始菌株分别提高了5.12%、4.12%。单独的蕨根是较好的丁醇发酵原料,当蕨根醪质量分数为15%时发酵液中丁醇浓度最高为5.50 g/L。当高山被孢霉与蕨根共同发酵时发酵液中丁醇最高产量为6.50 g/L。[结论]蕨根与高山被孢霉的复合培养基是较好的生物丁醇发酵培养基。     

甲酸钠促进厌氧生物降解蔗糖废水的研究

[目的]探讨甲酸钠在促进蔗糖废水厌氧生物处理方面的可行性。[方法]接种污泥取自上海市某污水厂浓缩池,密封一个星期后使用,实验废水采用自配蔗糖废水,实验分为两个阶段：污泥驯化阶段和负荷提高阶段。采用PCR-DGGE技术对各系统中的污泥样品进行微生物多样性分析。[结果]添加甲酸钠可以促进蔗糖废水厌氧生物系统的启动,提高COD去除率以及系统所能承受的容积负荷,且甲酸钠浓度越高,其促进作用越明显;添加甲酸钠可改善污泥沉降性,增加污泥中的微生物浓度,提高污泥活性,从而提高COD去除率;添加甲酸钠会改变污泥中的微生物种群,提高生物多样性,由此也能提高COD去除率。[结论]甲酸钠在促进蔗糖废水厌氧生物处理方面取得良好效果。     

碳源对低有机质含量污泥生物减水工艺参数的影响

[目的]研究碳源对低有机质含量污泥生物减水工艺参数的影响。[方法]以城镇生活污水处理厂污泥为基质,以稻草、木屑、回料污泥为调理剂,研究碳源对低有机质含量污泥生物减水工艺参数的影响。[结果]对于低有机质含量污泥(30%左右),用30%的回料将湿污泥的初始含水率调节为60%,再混合15%～20%的稻草,采用间歇式翻堆和强制通风,污泥的含水率在7～10 d降低至50%以下,达到污泥生物减水的目的。[结论]该研究为低有机质含量污泥生物减水工艺的优化提供了参考。     

多底物共发酵产酸特性研究

为探讨多种底物共发酵是否有利于定向产酸发酵,以牛粪、水稻秸秆、糖蜜废水为底物,分析了产酸相中不同时期pH、ORP、挥发性脂肪酸及秸秆纤维素含量的变化。结果表明:在反应器初期30d时,产酸菌群活性增长期,大量挥发性脂肪酸的产生使得pH迅速下降。反应后期60d,pH缓慢上升,为6.2~6.5,ORP值为-250~-400mV,满足产酸菌的生长条件。共发酵具有很强的碳源氮源互相补充的能力,有利于发酵的进行。反应120d时,水稻秸秆中纤维素得到有效降解。     

猪粪厌氧发酵联产氢气和甲烷的能源转换效率研究

[目的]探讨猪粪厌氧发酵先产氢气后产甲烷的能源转换效率,以期提高传统厌氧发酵的能源转换效率。[方法]将发酵料液的p H调节至4.5~5.5,首先进行厌氧发酵产氢气,产氢结束后将产氢发酵液的p H调节至6.5~7.5进行厌氧发酵产甲烷。[结果]猪粪厌氧发酵联产氢气和甲烷的产能效率为44.06%,明显高于猪粪单独厌氧发酵产氢的产能效率(14.43%)以及猪粪单独厌氧发酵产甲烷的产能效率(32.80%)。[结论]厌氧发酵联产氢气和甲烷能有效提升传统厌氧发酵产能效率。