猪粪厌氧消化产气性能与物质流研究

为了探究畜禽粪便在厌氧消化过程中的物质转化效率,文章以猪粪为发酵原料,以沼气站沼液为接种物,通过测定日产气量、总产气量、甲烷含量、TS和VS去除率等数据,借助物质流分析方法,分析了厌氧消化过程在不同时期的气相、液相和固相中的物质转化规律。实验结果表明猪粪厌氧消化累积产气量为18280 mL,其TS和VS去除率分别为40.17%和56.30%,整个厌氧消化过程中的平均甲烷含量和二氧化碳含量分别为62.34%和28.35%。物质流和生命周期评价结果表明碳元素的流向为:生物气35.52%,沼渣56.22%,沼液8.26%;氮元素在的物质流向为:沼液为50.57%,沼渣为49.43%。该研究为猪粪的资源化管理和利用提供了理论依据。     

槽式堆肥中搅拌螺旋输送能力的研究

针对深槽式堆肥系统的搅拌螺旋物料输送能力展开研究.在特定的工作倾角下,调整搅拌螺旋的旋转速度和横向移动速度,计量物料的输送状态.实验表明:在不同的横向运动方向上,搅拌螺旋的输送能力不同;较高的转速和较低的横向移动速度有利于物料输送.     

原料差异对厌氧消化微生物群落的影响

以餐厨垃圾、果蔬垃圾、麦秸3种不同原料分别进行厌氧消化,研究了各反应器在最佳运行条件下的消化特性和微生物群落组成。结果表明:VS产气率由高到低依次为餐厨垃圾(756.4mL·g-1VS-1)、麦秸(696.5mL·g-1VS-1)和果蔬垃圾(433.5mL·g-1VS-1),甲烷含量在51.5%～55.1%之间,利用PCR-DGGE技术系统地分析了不同原料消化系统内细菌和古菌的群落结构构成及差异。结果表明,虽然3组样品中细菌和古菌的群落存在相同的优势微生物,但其数量和群落结构差异也较为明显,细菌中以拟杆菌(Bacteroidetes)以及古菌中甲烷鬃菌属(Methanosaeta)和甲烷螺菌属(Methanospirillum)均为样品共有的优势微生物。     

进料负荷对中试规模餐厨和果蔬混合厌氧消化的影响

餐厨和果蔬垃圾作为城市生活垃圾的主体,产量巨大,其高含水率的特点给传统的垃圾处理方法带来极大压力。中试规模下将餐厨和果蔬垃圾按质量比8∶5混合后进行两相厌氧消化研究。在产甲烷相有机负荷为1,2,3 kgVS·m-3d-1时,系统pH值始终维持在7.0~7.3之间,产气性能良好,负荷产气量和VS去除率分别为0.97,0.78,0.72 m3·kg-1VS和84%,87%,83%。当产甲烷相负荷升至4 kgVS·m-3d-1时,由于进入产甲烷相的有机酸含量迅速增加,造成了有机酸的积累,pH值降至6.8以下,系统产气性能受到抑制,负荷产气量和VS去除率分别降至0.51 m3·kg-1VS和76%。研究发现:中试规模下,餐厨和果蔬混合厌氧消化在低负荷下可有效避免有机酸的积累,得到较高的沼气产量;高负荷下系统稳定性被破坏,导致沼气产量大幅降低。     

NaOH固态化学预处理对麦秸沼气发酵效率的影响研究

采用NaOH对麦秸进行固态化学预处理以提高麦秸的厌氧消化效率和产气量,并对不同负荷率下麦秸的产气情况进行了试验研究。结果表明,经4%～10%（以麦秸干重计）NaOH预处理过的麦秸的总产气量、单位TS产气量、TS和VS去除率显著提高,厌氧消化时间最大可缩短22d。其中,经6%NaOH预处理后的麦秸在65g·L^-1负荷率下的单位TS产气量最高,为380.9mL·g^-1,与未处理麦秸相比,提高了49.9%,厌氧消化时间缩短了19d。说明NaOH固态化学预处理是一种提高麦秸厌氧消化效率和产气量的有效方法。     

用于牛粪液厌氧消化的推流式和完全混合式反应器性能研究

对推流式反应器(PFR)和完全混合式反应器(CSTR)用于牛粪液厌氧消化的性能进行了比较研究。在中温35℃下，对进料浓度40、80和128 g/L的3种牛粪液分别进行了试验。结果表明，CSTR比PFR具有更好的去除VS(挥发性固体)和产生物气的性能，在进料浓度为40、80和128 g/L时，CSTR中VS去除率比PFR中分别提高了17.4%～21.5%，3.9%～21.5%和0.5%～5.3%。在最优进料浓度80 g/L下，CSTR获得了最高的容积产气率和单位VS产气量，比PFR中提高了9.8%～25.9%。研究认为，CSTR中的搅拌作用加强了微生物与物料之间物质的传递，提高了降解去除有机物和产生物气的消化效果。因此，在牛粪液厌氧消化时，推荐使用CSTR反应器。     

稻草中温干式厌氧发酵产甲烷的中试研究

将未经预处理的稻秸,在中温生物反应器内进行厌氧干式发酵,研究了稻秸发酵过程中的生物气产量、pH值、渗滤液COD及甲烷含量的变化.结果表明,TS20%固体浓度并加接种泥的反应器(R2)的累积产气量最大,达到2048 L,其出料的半纤维素由28.23%降至18.33%,发酵液的pH值稳定在7.0~7.5.TS30%的干发酵在反应前期经历了很长的酸化期,产气量在后期才开始升高,生物气甲烷含量也更高,显示了高浓度固体干发酵产沼气的发展潜力,并为秸秆的大规模生物气化提供了重要的设计依据.     

稻草物理预处理对平菇(P.Sajor-caju)产量和稻草基质营养利用的影响

以稻草为基质培养平菇P.sajor-caju,就不同物理预处理方法(切碎和粉碎)、不同处理尺寸对平菇产量和基质营养利用效率的影响进行了试验研究。结果显示,与切碎预处理相比,粉碎处理有利于提高平菇产量和基质营养的利用效率,但过度粉碎效果并不好;当稻草粉碎成2.0cm时,平菇的产量最高;稻草基质营养的利用效率与产量之间存在对应关系,平菇产量愈高,基质中主要营养成分C、N、P、K的利用效率也就愈高。合适的粉碎预处理是提高平菇产量的简单有效的方法之一     

低强度水热法预处理玉米秸秆提高其厌氧消化产甲烷性能

为了提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷性能,试验采用低强度水热法处理玉米秸秆,研究了预处理后玉米秸秆的性质变化以及产气性能。结果表明,低强度水热法能够有效提高玉米秸秆产气性能。在80℃,60%含水率和预处理24 h条件下,玉米秸秆产气量达到299.5 mL·g^-1VS,比对照组233.8 mL·g^-1VS提高了28.1%。在水热过程中添加秸秆干重的2%的NaOH后,50℃,60%含水率和预处理12 h条件下,玉米秸秆产气量达到444.1 mL·g^-1VS,比对照组提高了89.9%。因此,在水热预处理过程中添加NaOH能够有效提高玉米秸秆产气性能。