温度及总固体浓度对实验动物粪便厌氧发酵产气特性的影响

为了探究温度、总固体浓度对实验动物粪便厌氧发酵产气量和产生沼气的成分的影响,确定实验动物粪便发酵的最佳温度和最佳进料量,通过自行设计的厌氧发酵装置,在恒温30℃、35℃、40℃、45℃、50℃条件下,分别进行了总固体浓度为8%、10%、12%、14%、16%、18%的厌氧发酵实验。本试验以清洁级(CL)wistar大鼠粪便和秸秆、普通级(CV)科研用实验兔粪便和秸秆的混合物(按C/N为25/1配比)为发酵原料,以常温厌氧发酵池的发酵料液为接种物(接种量为料液总量的30%),进行批量厌氧发酵试验,探究在不同温度下不同总固体浓度的发酵原料的厌氧发酵效果。结果显示,以清洁级(CL)wistar大鼠粪便和秸秆混合为发酵原料时,35℃、总固体浓度为18%为其最优试验组,日产气量的最大值和累积产气量分别达到463 m L和7557m L,且随着总固体浓度的增加,累积产气量有上升趋势;以普通级(CV)科研用实验兔粪便和秸秆为发酵原料时,由于pH过低,造成了试验失败,可见pH对于厌氧发酵的启动有着重要的影响。     

不同处理对猪粪干法厌氧发酵产气性能的影响

为了更好解决养猪场废弃物污染问题,采用总固体(TS)质量分数为25%的干法厌氧发酵工艺,将猪粪与玉米秸秆按照不同比例混合,以温度、接种率和猪粪与玉米秸秆混合比例作为因子,进行干法厌氧发酵试验。结果表明,在温度55℃、接种率30%、猪粪与玉米秸秆混合例为1∶3条件下,20 d累积产气量最多,达到14 489 mL,同时该条件下TS降解率最高,达到83.68%。湿度是影响干法厌氧发酵产气率的主要因素,同时可以影响发酵物的水解过程,通过影响发酵的pH值,其影响微生物的活性,并最终影响到产气过程。     

不同C／N对沼气发酵均匀性影响的研究

在相同的发酵浓度、相同体积及相同温度的条件下,利用稻草和猪粪的不同比例来调节C／N,采用批量发酵方法,研究C／N对厌氧发酵产气量、产气特性的影响。结果表明：在常温条件,原料不同C／N都能迅速启动;60d平均日产气量和产气率以C／N为33／1最高,分别达762．00mL／2500mL;0．1486m3／kg·TS,且能维持较高的产气均匀性。     

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).     

太湖蓝藻产沼气潜力及复合折流板反应器(ABR)工艺中试

采用批次发酵方式研究了太湖蓝藻产沼气潜力,并进行了理论值推算。同时采用复合折流板反应器（ABR）工艺,进行了太湖蓝藻厌氧发酵的中试运行,以评估ABR工艺处理蓝藻的可行性。研究结果表明,在35℃、发酵60d条件下,蓝藻实际TS（总固体）产气潜力为378．61ml／g、VS（挥发性固体）产气潜力为410．80mL／g,发酵前15d,产气量占到总产气量的60％以上,化学需氧量（COD）去除率达到46．7％。中试运行结果表明：在有机负荷为10000～30000mg／L、外界气温28℃左右、水力停留时间（HRT）为10d的条件下,COD去除率平均达到65％左右,pH值较稳定;而当外界温度下降后,延长HRT至20d,COD去除率降低至45％左右。此外,中试发酵沼液中的藻毒素（MC-RR、MC-LR）含量,均低于世界卫生组织（WHO）已制定的基准值（1μg/L）,表明厌氧发酵处理可以达到蓝藻无害化处理的目的。     

牛粪与玉米秸秆不同配比厌氧发酵的产气性能

【目的】研究牛粪与玉米秸秆不同配比混合厌氧发酵的产气性能,为提高厌氧发酵产气效率提供依据。【方法】采用自制的1 L厌氧反应器,以牛粪和玉米秸秆为发酵原料,设置牛粪与玉米秸秆干物质质量比分别为10∶0(对照), 8∶2,6∶4,4∶6,2∶8和0∶10共6个处理,在物料总干物质质量分数8%、发酵温度(35±1)℃条件下进行厌氧发酵产气试验,分析不同产气指标的变化规律。【结果】在产气方面,牛粪与玉米秸秆按不同比例混合厌氧发酵的4个处理日产气量变化趋势为先快速升高后平稳下降,发酵第2～3天达到产气峰值,较对照提前2～3 d;当牛粪与玉米秸秆的干物质质量比为2∶8时,累积产气量、甲烷总产量及挥发性固体产甲烷量均高于其他处理,分别达13 061.7 mL、6 911.4 mL和0.170 L/g,较单一牛粪发酵处理(对照)分别提高52.47%,41.48%和34.92%。在发酵系统稳定性方面,牛粪与玉米秸秆不同比例混合厌氧发酵的4个处理均在发酵第5天pH值达到最低,挥发性脂肪酸质量浓度达到最高,较对照提前2 d达到极值;发酵5 d时,牛粪与玉米秸秆干物质质量比为2∶8的处理pH值低于其他处理,为5.75,较对照降低了7.70%;挥发性脂肪酸质量浓度高于其他处理,为1 675.6 mg/L,较对照提高了59.04%。【结论】牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气效果优于单一原料发酵,且二者干物质质量比为2∶8时厌氧发酵具有较好的产气特性和发酵潜力。     

温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响

通过自行研究设计的恒温发酵装置,以菠萝叶渣为发酵原料,在C/N为25∶1,总固体物浓度(TS)为20%,接种量为30%的条件下,在25～40℃温度范围内,以5℃为梯度,进行批量厌氧发酵试验,研究发酵温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明,发酵温度为35℃的试验组的产气量为662.8 L,明显优于其他3组;而发酵时间也稍小于其他3组,而甲烷含量与其他3组相差不大。菠萝叶渣厌氧发酵在其发酵温度时产气速率、产气量均随温度的升高而增大;当超出35℃时,产气速率减小,产气量下降。说明发酵时间不是随着温度的升高而缩短,单一以温度来断定发酵时间的长短是不切合实际的。     

C/N对沼气产气量的影响

以鲜猪粪和风干稻草为原料,采用批量发酵法研究不同C／N（18／1、23／1、28／1、33／1、38／1、43／1）对厌氧发酵产气量和产气特性的影响。结果表明,在常温条件下,各处理沼气发酵均能迅速启动,但C／N为23／1的处理发酵启动最快;C／N为33／1的处理60d发酵平均日产气量、总产气量和偈产气率最高。     

温度对牛粪与番茄秸秆厌氧发酵产气的影响

以挥发性固体(VS)占物料干质量(TS)43.72%的鲜牛粪与VS/TS为86.61%的番茄秸秆为发酵原料,利用10 L厌氧发酵罐为反应器,设置25,30,35,40℃共4个反应温度,进行为期80 d的厌氧发酵试验,以探究不同温度对鲜牛粪与番茄秸秆混合干物质比为1∶1厌氧发酵产气特性的影响。结果表明,在该试验设置下,鲜牛粪与番茄秸秆适宜的发酵温度为35℃,其累积产气量为(148.09±2.95)L,产甲烷量为(91.52±1.03)L,TS产气量为(246.82±0.003)mL/g,均高于其他设置处理。该温度下,体系挥发性脂肪酸浓度及pH值均在正常范围内,发酵体系运行稳定。     

棉花秸秆厌氧发酵产沼气工艺条件的研究

以棉花秸秆为原料,在严格控制厌氧发酵温度的条件下（37±1℃）,研究不同接种物在不同接种量下的发酵产气效果。结果发现：以污泥或猪粪作接种物,60g／L的接种量效果较好,累积产气量分别为10．252L、10．518L,COD的去除率分别为53．1％、48．5％;混合物做接种物时,接种量以45g／L产气较好,累积产气量为14．228L,COD的去除率为55．9％。接种量相同时,混合接种物的产气效果最好,累积产气量比单一接种物猪粪和鱼塘污泥高7．3％-98．4％,平均日产气量高3．1％-67．3％,表明适量的猪粪和鱼塘污泥组成的混合接种物在棉花秸秆厌氧发酵产气中起着重要作用。     

水葫芦沼气利用新工艺研究

[目的]研究水葫芦沼气利用的新工艺。[方法]水葫芦经固液分离后,设计水葫芦渣批量干发酵以及水葫芦汁常温、中温批量发酵等系列厌氧消化试验。[结果]水葫芦渣可以进行干发酵,TS=20%的原料产气率为385 ml/g TS,明显高于TS=25%(343 ml/g TS)和30%(288 ml/g TS)的原料产气率;水葫芦汁常温批量发酵的产气潜力为2.2 ml/g,COD的降解率高达91.27%,COD产气值为332 ml/gCOD,发酵时间为32 d;水葫芦汁恒温批量发酵的COD降解率为86.43%,COD产气值为312 ml/g COD,发酵时间为25 d。[结论]水葫芦沼气利用的新工艺可有效避免直接发酵导致的问题。     

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.     

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.     

镰刀菌产纤维素酶液体发酵工艺研究

以镰刀菌为对象,对其产羧甲基纤维素酶（CMCase）的液体发酵工艺进行研究,结果表明：稻草秸秆粉末为最佳碳源,NaNO3为最佳氮源,且碳源∶氮源（C∶N）为6∶1时酶活力最大;不同的无机盐对产酶有一定的影响,AlCl3具有一定的促进作用,而CuSO4.5H2O和AgNO3则有明显的抑制作用;表面活性剂吐温-80在低浓度（0.04%）下对产酶有促进作用。同时考察了装液量、发酵液初始pH、接种量、菌龄、发酵温度及发酵时间对产酶的影响,确定适宜的培养条件为：75 mL/250 mL,初始pH7,接种量10%,菌龄42 h,发酵温度及发酵时间分别为30℃和96 h。通过正交试验确定的最佳发酵条件为：接种量9%,菌龄42 h,发酵时间108 h,发酵温度32℃。     

紫花苜蓿产沼气潜力研究

以紫花苜蓿为发酵原料,在恒温30℃条件下进行批量式沼气发酵试验.结果表明,6％发酵浓度的紫花苜蓿发酵历时34d,发酵体系出现酸化时,在微生物自动调节下,pH能够很快恢复,产气未受到任何影响.当提高紫花苜蓿的发酵总固体含量到8％,发酵体系表现出相同的规律.紫花苜蓿的产气潜力为936 ml/g TS,1 094 ml/g VS.     

高温蒸煮除油对餐厨垃圾厌氧消化的影响

[目的]探讨高温蒸煮除油对餐厨垃圾性状及厌氧发酵的影响。[方法]在37℃条件下,通过批式试验分析不同温度蒸煮去油后的餐厨垃圾厌氧消化产气潜力。[结果]蒸煮除油处理提高了餐厨垃圾的sCOD、溶解性糖、溶解性蛋白的水解;未加热处理餐厨垃圾、110℃、120℃及130℃蒸煮除油后餐厨垃圾的单位挥发性固体(VS)产气潜力分别为766、578、624和646 ml/g;随着蒸煮除油温度提高,餐厨垃圾厌氧发酵的总固体(TS)和VS降解率增大。[结论]蒸煮除油可提高餐厨垃圾的水解效果,有利于提高产气潜力。     

红毛丹果皮沼气发酵试验研究及果皮回收利用分析

[目的]获得红毛丹（Nephelium lappaceumL．）果皮沼气发酵的相关参数及条件,探讨其沼气发酵潜力。[方法]30℃下,采用全混合批量发酵对红毛丹果皮进行了实验室沼气发酵研究,其中接种物分别为混合接种物及牛粪发酵料液接种物,料液浓度分别为6．15％和6．34％。[结果]不同接种物对红毛丹果皮的沼气发酵特性影响较大。综合比较日产气量、总固体（TS）降解率、挥发性固体（VS）降解率、发酵时间等得出,混合接种物对红毛丹果皮的发酵效率更高。就发酵体系中C、N二大营养物质的转化进行了讨论,并就水果果皮的回收利用以实现资源最大化、能源可持续化及环境友好化的沼气工程综合开发利用效益模式进行了概述。[结论]该研究可为红毛丹果皮的沼气能源化利用提供科学依据。     

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。     

两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响

[目的]比较两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气的效果。[方法]以熊粪为原料,采用不同的接种物(混合厌氧活性污泥和熊粪厌氧发酵结束后驯化所得的接种物),在30℃下进行了批量式恒温厌氧发酵,分析两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响。[结果]使用不同接种物的两组试验产气量存在差异,但相差不大;发酵时间存在较大差异,经过原料(熊粪)驯化的接种物发酵时间明显缩短,为沼气厌氧活性污泥发酵时间的1/3,且经过驯化的接种物具有更好的降解效果,能创造更好的适合于沼气发酵的中性环境。[结论]经过原料富集培养驯化的接种物具有更好的产沼气效果。