不同底物对微生物燃料电池产电性能的影响

为了探讨污水中复杂有机质对微生物燃料电池性能的影响,该文通过选取同等浓度的乙酸钠、葡萄糖、庶糖、D-木糖、可溶淀粉5种原料,进行了微生物燃料电池产电性能的试验研究。在体积质量为8 g/L条件下,以乙酸钠、葡萄糖、D-木糖、蔗糖和淀粉构建的MFC（生物燃料电池）中,乙酸钠电池内阻64 ?,最大体积功率密度达到3.7 W/m3;葡萄糖电池内阻84 ?,最大功率密度2.67 W/m3;D-木糖电池内阻为167 ?,最大功率密度为1.37 W/m3;蔗糖电池内阻为68.3 ?,最大功率密度为2.4 W/m3;淀粉内阻236 ?,最大功率密度1.36 W/m3。结果表明：MFC可利用各种含糖有机物进行产电,在同等条件下,底物越简单,电池启动时间越短,内阻越小,输出功率大,库仑效率大。     

刈割时间对杂交狼尾草成分及厌氧发酵性能影响试验

以杂交狼尾草为原料,采用批式中温厌氧发酵工艺,研究生长期为30、60、91、128、175 d的杂交狼尾草的成分及厌氧发酵沼气产量。研究结果表明:刈割时间对原料成分有较大的影响,原料中C质量分数、碳氮比,干物质(TS)、挥发性固体物(VS)和木质素的质量分数随着刈割时间的延长呈升高的趋势。杂交狼尾草在单位土地面积上的干物质产量随刈割时间的延长先增加而后降低,其中生长128 d时刈割干物质产量最高,可达15.01 t/hm2。原料的产气率也随刈割时间的延长先升高而后降低,其中生长60 d的杂交狼尾草的产气性能最高,其挥发性固体物的产气率和产甲烷率分别为0.68、0.37 L/g。综合干物质产量和原料产气率,杂交狼尾草在不同刈割时间下单位面积土地上的生物质量可产沼气量为848.07~6 279.73 m3/hm2,相应的年产能为165.49~292.66 GJ,可见杂交狼尾草是一种有潜力的厌氧发酵原料。     

能源草厌氧发酵产气性能与动力学分析

选取象草和杂交狼尾草等5种能源草为发酵原料,采用中温批式厌氧消化工艺,研究能源草发酵前后理化特性变化和发酵产气性能,并对累积产气动力学分析。研究结果表明:不同能源草的发酵产气性能与原料特性之间有较大的关系,其产气率与木质素成负线性相关。杂交狼尾草由于刈割时生长时间较长,使得木质素质量分数(24.88%)较高,其产气性能较差,实际产甲烷率仅为理论产甲烷率的26.95%,而华南象草刈割时木质素质量分数(15.82%)较低,其产气性能较好,VS累积产气率为379.58 m L/g,VS产甲烷率为228.55 m L/g,生物燃气中甲烷体积分数为60.21%。对累积产气曲线拟合,发现采用修正Gompertz方程能较好模拟能源草发酵累积产气率的变化过程。该研究可对能源草的能源化开发利用提供参考。     

预处理方式对多年生王草厌氧消化性能的影响

为提高多年生禾本科原料的产气量及产气效率,以华南地区多年生王草为原料,采用批式中温厌氧消化试验,研究了蒸汽加热、超声波和冻融处理对原料厌氧发酵性能的影响,并采用修正Gompertz方程对累积产气量进行拟合分析。结果显示,经过预处理后原料的结晶度明显降低,其中蒸汽加热预处理的结晶度从4.73降至3.29。预处理后产气量明显提高,其中蒸汽加热的产气率为每克挥发性固体产气581.05 mL,相对于未处理的原料提高63%。经预处理后王草延滞期分别为1.7、1.8和0.5 d,其相对于未经预处理的原料（5.9 d）相比明显减少。预处理可明显提高多年生王草的厌氧发酵性能。     

华南地区稻秸常温干式厌氧发酵试验研究

该文将经过预处理后的稻秸，进行厌氧干式发酵，研究了稻秸发酵过程中的生物气产量、pH值、乙酸及甲烷含量的变化。结果表明，稻秸经过调节C/N和白腐菌预处理后，C/N从37.18降低到28.01，前45d的累积产气量约占总产气量的80.4%；发酵原料总固体产气率为0.457 m³/kg，与常规湿式厌氧发酵相比，不仅提高了池容效率，而且缩短了发酵周期，同时提高了单位原料产气率。发酵液的pH值稳定在6.8～7.5；当发酵前期甲烷含量长期处在较低水平时，可以通过再接种的方法提高甲烷含量。实验结果表明厌氧干发酵产沼气是一种技术上可行的农业废弃物资源化方式，该实验结果为稻秸的大规模生物气化提供重要的工艺设计依据。     

能源草单独厌氧发酵产气性能研究

以柳枝稷、荻和杂交狼尾草为原料,采用批式中温厌氧消化工艺,研究不同能源草的原料特性及厌氧发酵性能。研究结果表明:不同能源草品种其原料特性和产气性能差别较大,并且这种差别与能源草的生长阶段有关。这几种能源草发酵过程中的平均甲烷含量为51%~52%,产甲烷率为214~288 mL·g-1VS,其中杂交狼尾草的产气率要高于柳枝稷和荻,其挥发性固体的最高产气率和产甲烷率分别为552 mL·g-1VS和288 mL·g-1VS,比柳枝稷的产气率和产甲烷率分别高24%和26%。该研究可为筛选适宜厌氧发酵的能源草品种提供参考。     

农作物秸秆的厌氧消化试验研究

采用厌氧消化技术，研究了秸秆在中温、高温及环温条件下的生物气产量、发酵液乙酸浓度及甲烷含量的变化情况，比较了不同条件下TS和VS的去除率及产气率。结果显示，在试验的各个温度条件下，秸秆的厌氧消化都可以进行。在高温时干物质产气率可达到0．24m^3·kg^-1，比环温及中温时产气率分别提高42％和21％。但高温引起的酸化会使得系统的正常运行受到影响，中温和环温的甲烷含量在第8d都可以达到50％以上，系统启动快且在试验期间运行稳定，因此从能量投入产出、产气稳定性等因素综合考虑，中温厌氧消化是比较理想的农作物废弃物的处理方法。     

机械化挤奶系统的设计

在机械化奶站建设中,普遍存在着配备方案不合理、设备选取缺乏科学依据的缺陷,严重影响着投资方的经济效益。由此可见,科学合理地设计机械化奶站对于奶牛健康以及乳品行业的持续发展具有重要作用。为此,阐述了机械化奶站各系统的组成、工作原理、系统设计中应遵循的原则及注意事项,提出了设计机械化挤奶站的方法。     

添加不同类型秸秆对土壤CO2排放和化学性质的影响

秸秆组成和土壤性质是秸秆腐解的重要影响因素，进而调控着秸秆还田后的土壤CO₂排放和土壤养分动态。本研究选取了玉米秸秆（MS）、马铃薯秸秆（PS）及其等比例混合秸秆（CS）3种秸秆类型，分别添加到3种种植模式[玉米单作（MM）、马铃薯单作（MP）和玉米马铃薯间作（I）]土壤中，进行105 d的室内恒温培养试验，以探究秸秆类型在不同环境中的CO₂排放及土壤化学性质变化。结果表明：土壤种植模式显著影响MS的CO₂累积排放量，而对CS、PS没有显著影响。与玉米和马铃薯单一秸秆的加权平均（WM）相比，秸秆混合分别增加了MM土壤中CO₂累积排放量和净累积排放量19.2%和19.9%。与培养前相比，MS在培养结束时增加了土壤pH和可溶性有机碳含量，但对速效磷和速效钾的影响较小，且显著低于PS和CS。当同一秸秆添加到不同作物种植模式土壤中，MP土壤的速效磷、速效钾和铵态氮含量的增幅（相对于培养前）均高于I和MM。研究表明，秸秆在土壤中的腐解与碳排放首先受碳氮比调控，而土壤种植模式的作用较小，同时这些因素均对腐解过程土壤化学性质产生显著影响。