黄孢原毛平革菌预处理小麦秸秆制沼气研究

试验用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对小麦秸秆进行预处理,测试预处理产物在中温35℃,总固体含量(TS)为8%条件下的产沼气情况。结果表明,黄孢原毛平革菌对木质纤维素的降解能力较强,降解木质素的能力尤为显著。实验条件下,白腐菌处理小麦秸秆20 d,秸秆中木质素、半纤维素、纤维素的降解率分别为62.75%,17.7%,10.9%;黄孢原毛平革菌对秸秆降解处理10 d,15 d,产气量较对照分别提高了42%,41%,产气量与纤维素、木质素含量均呈显著负相关。但是,降解期过长会影响产气量。因此,采用黄孢原毛平革菌对秸秆进行适当时间的降解预处理可以显著提高秸秆的厌氧发酵效果,该研究可为秸秆的能源化开发利用提供一定参考。     

蒸汽爆破预处理玉米秸秆厌氧发酵实验研究

2.0 Mpa压力下,保留时间60 s,90s和120 s对玉米秸秆汽爆预处理后进行厌氧发酵生产沼气实验,研究汽爆预处理秸秆厌氧发酵规律,探讨提高秸秆厌氧发酵产气量的新工艺.结果表明:蒸汽爆破预处理后的秸秆比未经预处理秸秆中温厌氧发酵的产气量296.8 mL·g-1提高16.8％～63.2％,保压时间为120 s时,秸秆厌氧发酵沼气产量达到最大值428.5 mL·g-1干物质.汽爆处理玉米秸秆厌氧发酵沼气中CH4含量在60％以上,发酵第20d累积产气量达到总产气量的80％,未发生结壳现象,主发酵周期比未汽爆秸秆大大缩短.     

4种白腐菌预处理提高玉米秸秆厌氧消化性能研究

为提高玉米秸秆厌氧消化产气性能,文章采用4种白腐菌(Pleurotus ostreatus,Ceriporiopsis subvermispora,Trametes versicolor和Phanerochaete chrysosporium)对其进行预处理。通过测定白腐菌微生物生长曲线及进行厌氧消化实验验证,发现C.subvermispora预处理效果最佳,能够在15天时间内径向完全覆盖秸秆,生长速率大,为167.75μm·h~(-1),对木质素的相对选择降解系数最高,为0.85。厌氧消化实验结果显示,C.subvermispora预处理玉米秸秆累积产甲烷量为225.94 L·kg~(-1)VS,较未预处理提高了12.32%,T_(80)产气周期缩短8天。说明,C.subvermispora预处理能够提高玉米秸秆厌氧消化产气性能。     

储藏方式对玉米秸秆厌氧发酵产沼气的影响北大核心

要实现农作物秸秆厌氧发酵产沼气的规模化、可持续利用,就需要考虑秸秆的储藏问题。试验比较了新鲜、堆沤、冷藏和风干不同储藏处理的玉米秸秆厌氧发酵产沼气效果。结果表明,四组样品中,堆沤处理的产气效果最好,TS产气率和甲烷产率比鲜样分别提高了22.02%和25.33%,风干样产气效果和鲜样基本一致,冷藏处理的产气效果最差,TS产气量和产甲烷量比鲜样下降了22.37%和26.60%。说明玉米秸秆的储藏方式会对厌氧发酵产沼气的效果产生影响。     

木醋液对玉米秸秆厌氧发酵的促进作用研究

试验观察了玉米秸秆青贮和用木醋液对玉米秸秆厌氧发酵产沼气的促进作用.结果表明,利用木醋液预处理青贮玉米秸秆,活性污泥接种率20％,厌氧发酵原料总固体(TS)10％,在35℃下厌氧发酵,可以使玉米秸秆产气高峰提前4～5天,木醋液预处理的青贮玉米秸秆提高产气量提高54％,达到425.7 mL·g-1,厌氧发酵过程中pH值稳定在6.6～7.1之间,产气过程平稳,所产沼气中甲烷含量平均提高10％,甲烷含量最高达到56％.     

NaOH和NaHSO_3预处理对小麦秸秆厌氧消化产沼气过程的影响

为改善秸秆的厌氧消化性能,提高产沼气的效率,文章采用NaOH和NaHSO_3对小麦秸秆进行预处理,考察了不同浓度组合预处理对厌氧发酵产气效果的影响。试验结果表明:4%NaOH和3%NaHSO_3预处理的应用效果最佳,与仅用4%NaOH处理的效果相比,日产气量和累积产气量分别提高了55.59%和72.34%,甲烷含量也增加了13.17%。综合来看,NaOH和NaHSO_3联合预处理可以有效提高小麦秸秆的厌氧消化效率。     

有机溶剂预处理对麦秆厌氧发酵产气的影响

目前,通过对秸秆进行化学预处理后产沼气的研究越来越多,其中以酸碱作为预处理试剂最为常见,但酸碱试剂对设备腐蚀较严重且对环境造成二次污染,故试验选择在厌氧发酵过程中可以被微生物分解的有机溶剂甲醇、丙酮进行预处理。为此,利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以小麦秸秆为发酵原料,通过p H值、VFA、甲烷含量、还原糖等指标分析了秸秆经不同浓度的甲醇、丙酮处理后其厌氧发酵产气效率的变化。结果表明:浓度为3%、4%、5%的甲醇、丙酮预处理后的秸秆的累积产气量较对照组均有所提高。其中,5%丙酮处理秸秆后的发酵效果最好,较对照产气量增加了81%;经5%甲醇处理组的秸秆甲烷含量达到68%。     

我国秸秆沼气预处理技术的研究及应用进展

我国秸秆资源丰富,但目前利用率较低,发展秸秆沼气是提高秸秆利用率的有效途径,也是推动我国沼气事业发展的必要选择.秸秆由于其自身性质,造成沼气发酵过程中一系列的技术难题.目前普遍认为好的秸秆预处理方式不但能克服这些难题,还能有效地提高秸秆厌氧发酵的消化率和产气率.文章主要介绍了目前研究较多的秸秆沼气预处理方式及其优缺点,...     

秸秆沼气生产关键技术——秸秆能源化技术系列(一)

<正>通过厌氧消化可以把秸秆转化成沼气。秸秆高效厌氧消化生产沼气需要解决3个关键技术问题:1秸秆预处理技术秸秆的木质纤维素含量较高,不易被厌氧菌消化,厌氧发酵产气量低,经济效益差,这是导致秸秆不能被大规模用于沼气生产的主要原因之一。一个简单有效的解决方法就是在厌氧发酵前,对秸秆进行物理、化学或生物预处理,把秸秆预先转化成易于消化的"食料",以显著提高秸秆的生物消化性能、产气率和经济性。常用的预处理方法有物理、化学与生物方     

不同处理秸秆中温厌氧发酵的产气效果

采用三组试验来比较相同干物质量的鲜秸秆、干秸秆、青贮秸秆中温(35℃)厌氧发酵的消化率和产气性能。结果表明:青贮秸秆、鲜秸秆、干秸秆三种物料经35℃中温发酵后,产气量分别为4121 mL,2953 mL,1573mL,说明经青贮预处理过的秸秆产气性能明显提高,产气量较其他两个试验组高,产气启动时间也略为缩短,表明青贮法预处理可以有效提高厌氧消化效率和产气量。     

不同预处理条件对水稻秸秆厌氧消化产气性能的影响

为探索合理的预处理方法以实现水稻秸秆的高效厌氧消化,笔者研究了NaOH,H_2SO_4与纤维素酶处理3种预处理方法对水稻秸秆厌氧消化产气性能的影响。将经预处理的60 g干物质的水稻秸秆放入发酵瓶中,在恒温(35℃±1℃)下进行沼气发酵试验。比较不同质量分数的NaOH,H_2SO_4,不同投加量纤维素酶预处理水稻秸秆的厌氧发酵效果,综合原料分解程度、总产气量、气体组分含量变化等指标,得出6%NaOH,2%H_2SO_4,纤维素酶添加量为40 U·g-1TS的预处理效果要分别优于同一组中其余质量分数的NaOH,H_2SO_4和不同添加量的纤维素酶;对比不同处理方法预处理水稻秸秆厌氧发酵产沼气的效果,经过纤维素酶预处理的单位固体发酵产气量、底物分解率、甲烷体积百分数总体表现优于对照组、NaOH以及H_2SO_4预处理组。因此,生物预处理可能成为今后水稻秸秆沼气工程较理想的预处理方法。     

稻秆NaOH预处理及厌氧发酵产沼气的试验研究

为了改善稻草沼气发酵的效果,采用6%的NaOH对稻草进行了化学预处理,比较了经过NaOH预处理和不经NaOH预处理的稻草在沼气发酵过程中厌氧消化效率、产气量和COD去除率情况。结果表明,与不经NaOH预处理相比,6%NaOH预处理后的稻草高温厌氧发酵最大日产气量提高61.34%,总产气量提高55.23%,COD去除率提高48.72%。这说明,采用6%NaOH化学预处理可以提高稻草的厌氧消化效率和产气量。     

玉米秸秆不同部位优化预处理强化厌氧消化实验研究

为提高玉米秸秆的综合利用率,笔者研究将玉米秸秆分解为不同部位分别采取稀盐酸和氨水预处理后进行厌氧消化的产气实验,寻找针对不同部位的最佳预处理方式。结果表明,同一部位经过不同方式预处理后产气变化情况有较大差异,对全株秸秆的不同部位采用最佳预处理方式处理:茎髓采用稀盐酸处理,叶片、玉米芯采用氨水处理,茎皮不处理,与分别经盐酸预处理、氨水预处理及未预处理的全株样品相比,产气率分别提高了6.72%,6.7%和13.8%,产气潜力达到670.19 m L·g-1TS,说明分部位预处理方法相比传统全株预处理方法对秸秆厌氧发酵有更大优势。此外,不同预处理方法对秸秆厌氧发酵的产气延滞期有较强相关性。     

微需氧生物预处理对稻草秸秆厌氧消化的影响

为提高稻草秸秆在厌氧消化过程中的产气能力,试验采用两相厌氧发酵反应器中产生的水解酸化液对秸秆进行生物预处理,考察了空气供应量对预处理后秸秆成分及预处理后秸秆厌氧产气特性的影响,同时还研究了除菌水解液、乙酸溶液及未处理水解液对秸秆预处理的影响。结果表明,经预处理后的稻草秸秆中的VS,TS,木质素、纤维素和半纤维素的降解率都随空气供应量的升高而升高。但降解率的提高并没有使预处理过后秸秆的产气量得到提高,当空气供应量达到95 m L·g-1VS·d-1时,累积产气量达到最高为384.9 m L·g-1TS,比未处理秸秆提高了83%,且产气速率常数(kt)达到最高为0.1132 d-1。水解液中的微生物菌群在预处理过程中起关键作用,且除微生物外还有一些有机酸能促进秸秆的降解。     

菌种添加量对生物预处理小麦秸秆厌氧发酵的影响

对小麦秸秆进行了氨-生物联合预处理,在实验室自制的小型厌氧发酵装置上,对预处理后的小麦秸秆进行了厌氧发酵制取沼气试验,探讨了氨-生物联合预处理中,菌种的添加量对小麦秸秆厌氧发酵产沼气的影响.结果表明,在氨预处理尿素溶液质量浓度为35 g/L,生物预处理pH值为4,黄孢原毛平革菌和里氏木霉的添加比例为1∶1(数量级为109)的条件下,小麦秸秆厌氧发酵过程中沼气总产气量最大,为7 968 mL,较空白组提高了23.11％.发酵过程终了pH值、VFA和甲烷的变化均在正常的范围内,甲烷最高体积分数为51.33％,较空白组提高了6.01％,整个发酵过程历时23 d.     

复合菌系预处理和强化对玉米秸秆沼气发酵效率的影响

为探讨复合菌系预处理和强化对提升玉米秸秆沼气发酵效率的影响,文章分别从纤维素酶活、纤维素降解率、表面结构特征、沼气发酵效率等方面系统分析了人工构建的好氧复合菌系AMC对玉米秸秆的预处理效果;同时研究了基于厌氧复合菌系ANMC的生物强化对玉米秸秆沼气发酵效率的影响。研究结果表明:AMC处理组和ANMC处理组的累积甲烷产量为233. 09 mL·g~(-1)VS和242. 56 mL·g~(-1)VS,相比对照分别提高了6. 89%和11. 23%;其中,ANMC处理对秸秆厌氧发酵过程中甲烷含量具有明显的提升作用。     

微量元素对玉米秸秆厌氧发酵产沼气及辅酶F_(420)的影响

以玉米秸秆为厌氧发酵基质,以微量元素Fe、Co、Ni混合液为添加液,研究中温条件下微量元素的添加对玉米秸秆厌氧发酵产沼气及辅酶F420活性的影响,探讨添加频次与产气效果的关系。结果表明:添加微量元素试验组的累积产气量和产气率稳定性优于未添加试验组;微量元素的添加频次不同,其产气效果也不同;当微量元素混合液中Fe、Co、Ni的浓度为1.0、0.1、0.2mg/L时,每天添加微量元素的试验组产沼气效果最佳,比未添加组累积产气量提高23%,TS、VS降解率分别提高16.1%和22.3%,辅酶F420含量高峰值显著提高。本研究为提高玉米秸秆厌氧发酵的产气效果提供了依据。     

农作物秸秆产沼气技术研究进展

农作物秸秆沼气技术是沼气工程中的一项重要内容,近年来不断发展成熟。发展秸秆沼气工程不仅可以实现农业废弃物的资源化利用,还能解决以粪便为原料的沼气工程原料不足和产气不平稳的问题。文章综述了近年来农作物秸秆沼气技术的研究进展,主要从秸秆原料的预处理技术、厌氧消化工艺、工艺过程控制、反应器类型以及沼渣液处理等方面进行了叙述,提出秸秆沼气的研究重点是发展高效原料预处理技术,开发秸秆高效厌氧消化反应装置。     

玉米秸秆厌氧发酵过程中添加氮素对微生物群落和沼气产量的影响

厌氧发酵是在多种微生物共同作用下完成的,发酵体系中氮浓度对微生物群落和沼气产量有重要的影响,为明确沼气发酵过程中氮素添加对微生物和产气量的作用,文章以玉米秸秆为原料,发酵体系20 L,TS为8%,添加1 g·L~(-1)尿素作为处理、不添加氮素作为对照,进行半连续进料的沼气发酵试验。利用16SrRNAgene测序和宏基因组学分析发酵料液中微生物多样性和关键功能基因丰度的变化。结果显示,处理的产气高峰提前,发酵周期缩短,发酵前10 d,20 d,30 d甲烷累积产量分别为64943 mL,137048 mL和199459 mL,显著高于对照。处理体系中梭菌属(Clostridium),甲烷袋状菌属(Methanoculleus),Sphaerochaeta和Ruminofilibacter等菌属丰度在产气高峰时期提升,在能量代谢中与甲烷代谢相关的基因的丰度提升。在玉米秸秆沼气发酵体系中,添加氮素通过提高沼气发酵功能菌株和甲烷代谢相关基因的丰度从而缩短发酵周期并提高沼气产量。     

小麦、玉米秸秆不同预处理产沼气试验研究

为探讨秸秆不同预处理产气量及甲烷含量的变化规律,本试验在实验室分别用沼液、绿秸灵预处理玉米及小麦秸秆,共设置六个处理进行秸秆沼气发酵试验。结果表明:在常温并保持相同浓度和C/N比的发酵条件下,单位质量干物质产气率(TS产气率)及甲烷含量的大小顺序均为:玉米秸秆+绿秸灵>玉米秸秆+沼液>小麦秸秆+绿秸灵>小麦秸秆+沼液>玉米秸秆CK>小麦秸秆CK,各处理间的差异达到显著水平,其中采用绿秸灵预处理秸秆的产气效果优于用沼液预处理的效果。在采用相同的预处理前提下,玉米秸秆的干物质产气率(TS产气率)及甲烷产气率(TSCH4产气率)均大于小麦秸秆的干物质产气率(TS产气率),表明玉米秸秆比小麦秸秆更适宜于沼气发酵。