低温驯化污泥对寒区猪粪沼气发酵的影响及其工程示范

为研究寒区猪粪厌氧发酵产沼气时接种低温驯化污泥对反应体系发酵产气的影响,笔者进行了低温污泥的驯化培育,低温污泥(10℃和15℃)与传统中温污泥(约30℃)在低温条件下的发酵产气对比试验,以及低温驯化污泥的现场工程投加示范。实验结果显示,随着驯化时间的延长,低温污泥的容积产气率和CH4含量都随之增加,并以15℃的驯化效果较好;低温驯化后,污泥中厌氧发酵菌群依然保持较好的生长活性;在10℃和15℃下的猪粪厌氧发酵过程中,经过驯化培育的低温接种污泥与传统中温接种污泥相比,容积产气率、总产气量以及甲烷含量都较高;工程现场投加1%低温驯化污泥后,容积产气率都维持在0.2 m3·m-3d-1以上,最高达0.35 m3·m-3d-1。通过以上结果可知,接种低温驯化污泥可以提高低温环境下厌氧发酵的沼气产量和产率,并具有经济可行性和实际效益。     

病死猪与猪粪混合厌氧消化产气性能研究

伴随着生猪养殖规模化、集约化的发展,病死猪无害化处理问题日益突出,利用沼气工程来处理病死猪可以实现病死猪的资源化利用并获得较高的经济效益。文章通过进行病死猪与猪粪混合厌氧发酵的批式试验,探讨了病死猪与猪粪混合厌氧发酵的可行性以及不同的病死猪添加比例、反应温度对混合厌氧发酵产气的影响。结果表明,在反应温度35℃,病死猪添加比例为12%的情况下发酵产气效果最好,最高甲烷含量可达64.72%,总产气量达5310 m L,较猪粪单一发酵提升26%,且单位TS和VS产气量也分别能够提升30%和22%。     

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.     

小麦秸秆调节猪粪碳氮比对产沼气的影响

通过模拟沼气发酵试验,笔者研究利用小麦秸秆调节猪粪碳氮比对沼气产气量的影响。结果表明:低温条件下,碳氮比为22(CK)的纯猪粪处理,产气速率最快,产气量最大,说明碳氮比为22的猪粪直接作为沼气的发酵原料最好;高温条件下,利用秸秆调节猪粪碳氮比为25的处理总产气量大,产气速率适中,有利于沼气稳定产气,避免高温条件下产气过量污染环境。     

牛粪高浓度批次厌氧发酵试验研究

在试验室条件下,对牛粪高浓度批次厌氧发酵进行试验研究,考察发酵温度、干物质含量和接种率对牛粪高浓度厌氧发酵效果影响。试验结果表明:牛粪高浓度厌氧发酵在工艺上是可行的;高温55℃厌氧发酵较中温35℃厌氧发酵产气快,发酵周期短,但能耗高,二者总累计产气量相近;高温厌氧发酵第15d累积产气量基本都达到了总产气量的95%以上;接种充分和发酵条件适宜条件下,干物质含量TS对累计干物质产气率影响较小,高浓度厌氧发酵可以有效提高反应器效率,且节水节能;随着接种率增大,高温高浓度厌氧发酵启动越迅速,平均日产气量越高,产气速度越快;接种率为30%时,第15d累计产气量为5 113mL,相当总产气量97%。     

鲜土豆藤与猪粪不同配比的高温厌氧发酵特性

为了资源化利用数量大而又随意浪费的鲜土豆藤,试验选择猪粪与之平衡C/N进行厌氧发酵。试验在55℃恒温,700 g物料,总固体质量分数8%的条件下,猪粪与鲜土豆藤以质量比1∶1,1∶2,1∶3进行厌氧发酵对比试验,试验结果用Spss进行统计学分析。结果表明,在粪藤比1∶2的条件下(T_2组)厌氧发酵效果最优,最大日产气量为715 mL,总产气量为7069 mL,TS产气量为126.23 mL·g^-1,最大甲烷体积分数为60.4%。T_2试验组总产气量与其他试验组均有显著性差异(p<0.05)。     

外源重金属对猪粪厌氧发酵产气特性的影响北大核心

文章针对当前畜禽粪便中重金属含量较高的问题,研究外源添加重金属对厌氧发酵的影响,旨在为我国沼气工程的健康、稳定运行提供一定的科学依据。以猪粪为发酵原料,采用厌氧发酵技术,通过监测沼气产量及甲烷含量,研究外源添加重金属Cu,Zn,Cr对猪粪厌氧发酵产气特性的影响。通过试验研究,得出如下结论:在添加外源重金属Cu和Cr的沼气发酵中,随着发酵反应中重金属Cu含量增大总产气量减少,甲烷含量降低;在添加外源重金属Zn的沼气发酵中,外源Zn可促使产气高峰提前,可提高甲烷含量。     

甘蔗叶干法厌氧发酵工艺研究

为实现甘蔗叶的能源化利用,采用干法厌氧发酵方法研究发酵原料总固体含量为20%时,不同接种量、草粪比以及发酵温度对甘蔗叶产气量和产甲烷的影响。结果表明：接种量在30%和40%时发酵可以正常启动,接种量为40%时总产气量最高,但发酵后期甲烷含量下降很快;草粪比为1∶1和2∶1时总产气量高,甲烷含量均在60%以上,产气效果明显好于草粪比为1∶0的处理组;发酵温度为35℃时,总产气量和甲烷含量最高,发酵温度为30℃和40℃时总产气量相差不大。甘蔗叶干法厌氧发酵产沼气效果较好的工艺参数为：接种量30%、草粪比1∶1和发酵温度35℃。各处理组在甲烷含量达到最高值之前,甲烷含量与发酵时间之间呈现很强的线性相关性。产气高峰过后,虽然日产气量明显下降,但气体中甲烷含量下降幅度不大。     

低温沼气干发酵高效产甲烷复合菌系的选育

将7个不同低温厌氧环境样品接种到TS 30%的发酵底物中,在19℃±0.5℃低温条件下驯化,筛选出三组适宜干发酵的低温产甲烷复合菌系。甲烷含量为65.35%,63.75%,65.80%,总产气量为15840 mL,14910 mL,16650 mL,甲烷含量达到50%以上时的累积产气量分别占总产气量的76.45%,73.84%,84.93%,池容产气率为0.87 L.L-1d-1,0.9 L.L-1d-1,0.93 L.L-1d-1。三组复合菌系使低温沼气干发酵的启动期提前、池容产气率和甲烷纯度提高。     

化学促进剂对寒区猪粪沼气发酵的影响及其工程示范

为研究寒区猪粪厌氧发酵产沼气时化学促进剂对反应体系发酵产气的影响,文章进行了化学促进剂的筛选试验以及最佳组合的配比试验,最后进行现场工程投加示范。实验结果显示,除Mo外,添加微量元素和生长因子都改善了产气量,其中,以酵母粉与Fe,Co,Ni的组合最佳;在最佳组合的四因素中,对累计产气量影响程度依次为:酵母粉﹥Co﹥Fe﹥Ni;最优组合为Fe Cl2·4H2O∶Co Cl2·6H2O∶Ni Cl2·6H2O∶酵母粉=3∶1∶1∶1;工程现场投加0.01%化学促进剂后,在10天的沼气发酵观察中,容积产气率基本都维持在0.3 m3·m-3d-1以上,最高达0.37m3·m-3d-1。通过以上结果可知,添加化学促进剂(以酵母粉与Fe,Co,Ni的组合最佳),可以提高低温环境下厌氧发酵的沼气产量和产率,并具有经济可行性和实际效益。     

不同发酵条件对杂交狼尾草厌氧发酵产沼气的影响北大核心

为了探讨接种率、发酵料液总固体浓度、温度、料液初始p H值对杂交狼尾草厌氧发酵产气性能的影响,通过自行设计的可控性恒温发酵装置,设置以10%为梯度,10%-50%的5个接种率;以2%为梯度,质量分数为4%-12%的5个总固体浓度;以10℃为梯度,25℃-55℃的4个温度;以0.5为梯度,6.5-8.5的5个初始p H值,进行杂交改性狼尾草批量厌氧消化试验。结果显示,控制接种率20%-30%,TS浓度12%,温度为35℃,调节初始p H值在中性至弱碱范围对杂交狼尾草的厌氧发酵比较有利。在上述条件下,接种率为20%的试验组总产气量为28.6 L,原料TS产气率525 m L·g^-1。该研究可为杂交狼尾草厌氧发酵产沼气技术和设备研发提供参考。     

椰子废弃物干法厌氧发酵工艺研究

为解决椰子加工剩余废弃物资源的浪费与环境污染问题,进行了椰子废弃物干法厌氧发酵工艺的研究。试验分为4组,每个试验组加入300g椰子废弃物,发酵温度均为(35±1)°C,前3组接种量分别为20%,30%,40%,第4组发酵前用300 g,6%NaOH溶液对接种量为30%椰子废弃物进行浸泡处理。试验结果表明:30%接种量较合适椰子废弃物干法厌氧发酵,其产生沼气总产气量和沼气中最高甲烷体积分数分别为3 238 mL和56.4%。椰子废弃物经过6%NaOH溶液处理后,发酵启动速度加快了5天,沼气总产量提高了481mL。因此,椰子干法厌氧发酵工艺的研究对解决椰子废弃物资源浪费及对环境污染等问题具有重大意义。     

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。     

户用沼气不同原料产气效果试验北大核心

为了探索在现阶段农村散养户急剧减少的情况下,巩固和发展农村户用沼气的建设成果,研究利用农业废弃物作为猪粪替代原料发酵产气的可行性,文章采用4个处理进行试验验证。结果表明:废菌料、稻草等农业废弃原料可全部或部分替代猪粪作为沼气发酵原料。废菌料启动快、沼气纯度高但产气总量少;稻草全部作为替代原料启动较慢、沼气纯度与产沼气总量与猪粪相当;50%稻草+50%的猪粪(按干物质重量),产气量最高,沼气纯度与猪粪相当。     

猪粪麦秆不同比例混合厌氧发酵特性试验

以猪粪、麦秆为原料,研究了35℃下二者按不同比例混合对厌氧消化产沼气的影响,分析了消化过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、原料去除率、pH值以及氨态氮质量浓度的变化。结果表明,猪粪与麦秆配比（干物质量比）1∶1时产气量最大,为383.0mL/g,是麦秆单独发酵产气量（231.8mL/g）的1.6倍;混合原料（猪粪和麦秆配比分别为1∶1、2∶1、3∶1）的VS去除率均在37%以上,比麦秆提高12.0%～26.9%;添加猪粪可提高发酵液中氨态氮含量,较麦秆提高35.6%～64.8%。因此,合理调控粪秆混合厌氧发酵的比例,能提高秸秆的产气率和利用率。     

药用活性炭再生处理及对秸秆沼气发酵的影响

活性炭作为发酵吸附剂应用于沼气发酵过程,可缩短发酵时间,提高沼气产量,但因活性炭成本较高,难于在实际生产中广泛使用。文章研究将制药工业中使用的活性炭,通过再生处理后运用于沼气发酵,既解决了药用活性炭的污染问题,变废为宝,为废弃药用活性炭找到新去处,又能降低沼气的生产成本,提高产气量。结果表明:在水稻秸秆与玉米秸秆的发酵过程中,采用再生的药用活性炭混合体系,能够对提高发酵总产气量起到显著效果,使用再生活性炭混合物作为发酵添加剂的累积产气量,比使用新活性炭发酵总产气量分别提高了20.5%和19.8%;比使用未再生的活性炭发酵总产气量分别提高47.6%和44.7%;比不使用活性炭发酵总产气量分别提高65.4%和56.5%。     

温度对蔬菜废弃物沼气发酵产气特性的影

运用实验室自行设计的小型沼气发酵装置,以废弃的甘蓝菜叶作为发酵原料,研究了温度对蔬菜废弃物沼气发酵产气特性的影响.结果表明,中温条件((35±1)℃)试验组的挥发酸质量浓度、氨态氮质量浓度以及pH值都在正常范围内,且优于高温((55±1)℃)和室温发酵试验组,可保证系统的顺利运行.产气特性研究表明:中温条件的总产气量比高温条件总产气量高42.5%,最高甲烷含量比高温条件和室温条件下分别高7.6%和19.1%.因此,中温条件适于蔬菜废弃物厌氧发酵产气.     

微晶化磷钾矿粉催化牛粪厌氧消化试验

为了提高沼气发酵效率和沼气产量,以不同磷钾矿粉为沼气发酵的功能催化剂,探讨其对牛粪厌氧发酵的影响。试验设8个处理,分别为空白处理(CK),添加2.5%(T1)、5.0%(T2)、7.5%(T3)、10.0%(T4)云南微晶化磷矿粉,5.0%(T5)河南微晶化磷矿粉,5.0%(T6)云南普通磷矿粉和5.0%(T7)河南微晶化钾矿粉。试验结果表明:微晶化磷矿粉量的增加,显著地提高了沼气累积产气量。添加7.5%处理的微晶化磷矿粉发酵启动最快,产气率最高,CH4体积分数达62.5%,VS去除率为61.99%,COD值为4 871.4 mg/L,VFA质量浓度为469.9 mg/L。当微晶化磷矿粉添加量高达10.0%时,VS沼气累积产气量下降到317.63 m L/g。添加7.5%微晶化磷矿粉是改善牛粪厌氧消化的最适添加量。     

压强与产气量的关系

本研究包括两个内容:室内小型试验和5立方米沼气池对比试验,通过试验以求了解压强与产气量的关系。试验结果表明:①沼气池内沼气压强的大小直接影响产气。室内小型试验,发酵温度30℃,常压组与77厘米水柱压强组相比,总产气量前者约为后者的248％。又10厘米水柱压强组与100厘米水柱压强组相比,总产气量前者约为后者的180％。同时,低压组比高压组产气维持的时间要长。②室内小型试验,水压式组的总产气量与20厘米水柱低压组比较接近。但是,与100厘米水柱高压组相比,总产气量约高出1.3倍。③5立方米沼气池对比试验,常温发酵,一年测定的结果,10厘米水柱压强组比70厘米水柱压强组的产气要高14.5％。同时,前者比后者早产气约一个半月时间。     

链霉素菌渣与酱油渣混合厌氧发酵协同作用

为提高链霉素菌渣厌氧发酵效率,文章以链霉素菌渣含固率20 gVS·L~(-1)为基础,通过添加不同比例的酱油渣(依次为5 gVS·L~(-1),10 gVS·L~(-1),15 gVS·L~(-1),20 gVS·L~(-1)),中温30℃,进行批式混合厌氧发酵。定期监测体系的产气情况和发酵液理化性质,结果发现链霉素菌渣与酱油渣进行混合厌氧发酵,显著提高系统启动速率,总产气量和产气能力相比于两种原料单独处理均显著提高,链霉素菌渣+酱油渣的添加量为20+15 gVS·L~(-1)时的产气能力最高。4种比例混合处理发酵过程中的pH值,氨氮,SCOD,VFA等变化趋势基本一致。对混合发酵过程中的BMP实验结果进行产沼气协同效果评估,菌渣和酱油渣添加比例为(20+5～20+15)gVS·L~(-1)时,两种底物混合发酵具有显著协同作用,提高沼气产量20%以上。