稻秸好氧厌氧两相发酵工艺与产气特性研究

木质纤维素水解困难是制约秸秆沼气生产效率提高的主要因素,针对秸秆的木质纤维素难降解问题,提出湿法好氧厌氧两相发酵工艺。在中温37℃的条件下,水解产酸发酵容器不密封,采用搅拌供气、不供气的好氧水解方式,进行两相发酵实验。结果表明,好氧厌氧两相发酵工艺能够显著破坏稻秸的木质素结构,提高木质素降解率,其搅拌供气组的木质素降解率可达4.57%,而单相厌氧发酵结束时的木质素降解率仅为0.13%,两相发酵工艺的TS产气率可达到411.19 m L/g,较单相厌氧发酵高30%左右。表明好氧厌氧两相发酵工艺可有效降解木质素并提高产气率。     

凤尾菇菌床草入农村沼气池产气效果试驗

我国农村发展沼气的主要目的,是解决农民的生活燃料和扩大有机肥源。农村沼气发酵的主要原料是作物秸秆和牲畜粪便。这些物质的主要成份纤维素、半纤维素和木质素等,在自然发酵条件下,难以降解,因而有机质利用率低,残留物质较多,产气慢,     

枸杞枝条发酵木质纤维素降解与微生物群落多样性研究

为探讨枸杞枝条基质化发酵中木质纤维素降解、微生物群落代谢能力及多样性特征,采用正交试验设计,以枸杞枝条粉和苦豆子茎秆粉质量比为4∶1混合为试材,采用Biolog-ECO鉴定方法,研究不同发酵因子对枸杞枝条基质化发酵中微生物群落结构和多样性的影响。结果表明:发酵结束时,枸杞枝条基质纤维素、半纤维素和木质素降解率分别在15%、19%及10%以上;木质纤维素降解率在温度为60℃、含水率为60%、添加油饼氮源及接种粗纤维素降解菌处理条件下较高,其中纤维素、半纤维素和木质素降解率分别在18.12%~19.22%、23.55%~25.21%和13.87%~14.24%范围内,显著高于其他处理;该处理增加了枸杞枝条基质发酵高温期时微生物的活性和多样性,平均颜色变化率分别为1.019、1.062、0.943和1.117,微生物多样性香浓指数、优势度指数和丰富度指数分别在2.321~2.365、0.930~0.941和18.78~20.33范围内,提高了枸杞枝条粉堆体中微生物对部分碳源的代谢能力,从而可促使有机质降解。     

臭氧氨水预处理对稻秸酶解和沼气发酵影响的试验研究

对稻秸进行了臭氧氨水联合预处理提高酶解糖化和沼气发酵效率的实验研究,探索了臭氧氨水联合预处理对木质纤维素降解、单糖质量浓度、还原糖质量浓度和沼气发酵气体产率的影响。结果表明:臭氧氨水两步预处理进一步强化了脱木质素能力,有效提高了稻秸酶解糖化效率和沼气发酵产气率,增强了纤维降解利用率。酶解过程中,随着臭氧用量的增加,葡萄糖浓度先增加后降低,0.75g/g臭氧用量时葡萄糖质量浓度最高,为36.92g/L;氨水预处理时间越长,还原糖浓度越高,氨水预处理6h的还原糖质量浓度为60.51 g/L。因此,酶解的适宜臭氧氨水联合处理条件为0.75g/g臭氧用量和6h氨水浸泡时间。对于沼气发酵,1.0g/g臭氧用量和9h氨水浸泡时间获得了较高甲烷产率,为165.39m L/g,有效提高了稻秸产气效率和木质纤维素利用率。     

稻秸酶解和沼气发酵臭氧氨水联合预处理技术研究

对稻秸进行了臭氧氨水联合预处理提高酶解糖化和沼气发酵效率的实验研究,探索了臭氧氨水联合预处理对木质纤维素降解、单糖质量浓度、还原糖质量浓度和沼气发酵气体产率的影响。结果表明:臭氧氨水两步预处理进一步强化了脱木质素能力,有效提高了稻秸酶解糖化效率和沼气发酵产气率,增强了纤维降解利用率。酶解过程中,随着臭氧用量的增加,葡萄糖质量浓度先增加后降低,臭氧用量0.75 g/g时葡萄糖质量浓度最高,为36.92 g/L;氨水浸泡时间越长,还原糖质量浓度越高,氨水浸泡6 h的还原糖质量浓度为60.51 g/L。因此,酶解的适宜臭氧氨水联合处理条件为臭氧用量0.75 g/g和氨水浸泡时间6 h。对于沼气发酵,臭氧用量1.0 g/g和氨水浸泡时间9 h获得了较高甲烷产率,为165.39 mL/g,有效提高了稻秸产气效率和木质纤维素利用率。     

两步预处理对厌氧消化产酸纤维酶解和沼气发酵的影响

对厌氧消化产酸纤维(挥发性脂肪酸生产废渣)进行了酶解糖化和沼气发酵实验研究,探索了乙酸氨水两步预处理对木质纤维素降解、葡萄糖浓度、木糖浓度和沼气产率的影响。结果表明:乙酸氨水两步预处理进一步降解了厌氧消化产酸中的半纤维素和木质素,而且纤维素回收率较高,为77.47%~81.44%,其中4%乙酸处理和10%氨水处理实验组的纤维素质量分数达到56.82%,半纤维素质量分数仅为7.94%;在上述预处理条件下,酶解糖化效率最高,葡萄糖质量浓度达到47.46 g/L,葡萄糖得率为67.73%;同时在此乙酸氨水两步预处理条件下的沼气产率明显优于单独乙酸和单独氨水预处理,获得的最高沼气产率为414 mL/g,有效提高了厌氧消化产酸纤维的产气效率。     

木质素降解酶研究进展

木质素是存在于高等植物细胞壁中的含量仅次于纤维素的生物多聚体,约占木本植物的25%,起着加固植物组织的作用。在植物组织中,木质素、纤维素和半纤维素以共价键形式接合,将纤维素分子包埋于其中,形成坚固的天然屏障,使一般的微生物很难进入其中分解纤维素,因此,木质素的降解是能否有效利用纤维素的关键之一。在自然界的碳元素循环中,木质素的降解和利用是最关键的限速环节。就木质素降解酶的研究进展进行综述,尝试为木质素的生物降解提供一些参考。      

纤维素生物质厌氧消化的生物预处理研究进展

纤维素生物质由于组成和结构的复杂性,纤维素燃料工艺中需通过预处理技术去除木质素,破坏交织结构。相对于物理法和化学法,生物法具有节能、成本少、污染少的优点,近年来受到了国内外研究的关注。目前纤维素生物质厌氧消化单独的生物预处理比较研究未见报道,文章综述了提取酶、单一微生物、菌群对厌氧消化产甲烷的影响,得出:提取酶预处理成本高,沼气或甲烷提高率是4%~110%;单一微生物预处理效果真菌优于细菌,沼气或甲烷提高率为10%~300%;细菌预处理研究主要集中于人工菌群,人工菌群预处理后沼气或甲烷提高率达10%~200%。该研究为纤维素生物质厌氧消化的高效性和环境友好性研究和应用提供参考。     

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。     

纤维素酶应用于酒精糟废水厌氧消化中的研究

本文研究了纤维素酶在沼气发酵中对沼气产气率的影响。试验结果表明：纤维素酶与原料液预处理的适宜时间为１６小时。固体纤维素酶最适添加量为３ｇ／１ｋｇ（ＴＳ），甲烷产率提高了５２．１％，纤维素降解率提高了１０．８１％：添加液体纤维素酶最适量为３０Ｕ／１ｋｇ（ＴＳ），甲烷产率提高了８８．８０％，纤维素降解率提高了５６．２２％。     

纤维素中温沼气发酵研究

探讨了乙酸和胨作为添加物在纤维素(滤纸)沼气发酵中的重要性。在30℃常规沼气发酵下,已消化的纤维素转化成沼气的效率相当于理论值的30％。观测出利用纤维素制取沼气煮饭比直接燃烧节约能源3倍左右。     

外源微生物对苦参基质化发酵腐熟效果的影响

为探讨外源微生物对苦参枝屑基质化发酵堆体腐熟效果的影响,采用随机区组设计,以干燥鸡粪为氮源,进行接种外源微生物对苦参枝屑基质化发酵过程中发酵性能参数的影响试验。结果表明:接种粗纤维降解菌和纤维素类酶制剂堆体升温速度显著快于对照,高温持续时间较长(高于50℃,均达到5 d),苦参堆体腐熟时间缩短;至堆体结束后接种粗纤维降解菌和纤维素类酶制剂堆体TOC分别下降了8.52%和8.01%,碳氮比分别降低5.35%和5.00%,纤维素质量分数分别下降了3.31%和3.29%,半纤维素降解率分别下降了2.89%和2.93%,木质素分别下降了2.01%和1.98,总氮分别增加了18.2%和16.1%,总磷分别增加了19.0%和18.5%,总钾分别增加了48.1%和49.1%,加速了苦参基质有机质的分解和纤维素降解,提高了堆肥腐熟进程中的总氮、总磷和总钾含量,保证了腐熟后的肥力;接种粗纤维降解菌和纤维素类酶制剂堆体容重分别增加了6.10%和9.20%,总孔隙度分别增加了9.28%和9.90%,持水孔隙度分别增加了4.83%和6.09%,腐熟后的各项理化指标均符合理想基质的要求;小白菜和黄瓜种子发芽指数均达到85%以上,有效消除了苦参腐解产物的毒害作用。接种粗纤维降解菌和纤维素类酶制剂堆体的发酵性能参数间无显著差异,综合基质发酵温度、腐熟周期及基质保护作物根系生长及固定植株的功能对基质各项理化性质的要求,接种粗纤维降解菌和纤维素类酶制剂对苦参基质堆体基质化促进效果较优。     

沼气发酵过程中主要细菌群消长规律的研究

在以纤维素物质为主要原料的沼气发酵过程中,厌氧性纤维分解菌、产氢细菌和产甲烷菌都起着重要的作用。搞清这几类菌的生命活动规律及对沼气发酵的影响,将为调节发酵过程,提高沼气产气率,提供理论依据。为此,我们进行了沼气发酵不同阶段厌氧性纤维分解菌、产氢细菌、产甲烷菌的消长规律以及与纤维素分解强度、沼气产气量之间相互关系的研究。     

复合菌系CN6生长特性及在沼气发酵中的应用

为有效提高纤维素类原料厌氧发酵水解效率,根据不同菌株利用底物差异和产酶互补性,人工构建产纤维素酶复合菌系CN6.通过检测滤纸酶活和纤维素降解率,确定了复合菌系CN6的最适培养温度为30～37℃,最佳培养初始pH值为7.0,菌系CN6遗传性能稳定.复合菌系CN6应用于以牛粪为原料的室内沼气厌氧发酵,发酵0～15d时,挥发性脂肪酸质量浓度比对照提高26.5％～ 30.6％,发酵结束时,纤维素降解率比对照提高6.8％,沼气总产量比对照提高18.4％.     

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。     

溢流式小型高效家用沼气池的研究

为了提高农村家用沼气池产气率,人们正致力于小型高效、管理方便的沼气池型及发酵工艺研制。影响沼气池产气率的因素很多,归纳起来,主要有三个方面,即参与发酵的沼气微生物、发酵温度及发酵原料。关于沼气微生物,对农村家用沼气池来说,除新建池第一     

推荐《沼气发酵微生物学》

浙江科技出版社即将出版的《沼气发酵微生物学》是浙江农业大学钱泽澍教授的专著。钱教授长期从事沼气发酵微生物的研究工作,曾于1981—1982年在美国合作研究期间,从带去的我国沼气池污泥中分离出并确定了菌株名称的两种产甲烷细菌。《沼气发酵微生物学》一书收集了最近十年来沼气发酵微生物的资料,较全面系统地阐     

微生物降解木质素的研究

随着能源不断枯竭,开发新能源迫在眉睫,自然界中木质素储量丰富,但由于其结构稳定难以降解,目前没有得到有效利用,微生物在木质素分解的各个环节都能发挥作用,通过对微生物分解木质素机理的研究,找到能够快速有效分解木质素的微生物成为目前研究的热点。     

蚓粪对厌氧发酵影响的初步研究

为了探究蚓粪对废水厌氧发酵的影响，在厌氧发酵瓶中加入了质量为废水质量5％的蚓粪，使其与不加蚓粪的发酵瓶在同等条件下进行厌氧发酵，从产气量、pH值、COD降解速度等方面进行了两期的对比研究。试验结果表明在加入蚓粪初始，即第一期，试验组比对照组产气量高，pH值有利于发酵进行，但由于蚓粪的加入，厌氧发酵瓶内废水的COD浓度也增大了，这样会加大前期厌氧反应器运行负荷；而在消除蚓粪本身产气的第二期，发酵产气量、COD降解速度都明显优于对照组。试验结果表明，蚓粪对厌氧发酵微生物有明显的促进作用，沼气发酵反应器中加入5％的蚓粪，可以提高沼气产率与GOD降解速率，使pH值更趋稳定。     

硫酸锌在沼气发酵中对产气的影响及其作用机制的研究

本文研究了硫酸锌对沼气发酵产气量的影响。锌在低浓度的条件下能提高沼气发酵中气体的产量和甲烷含量。当锌超过万分之五时,明显地显示出毒害作用。锌在沼气发酵中能促进纤维素的分解、乙酸的形成和转化,提高脱氢酶的活力。同时,锌在沼气发酵中能促进菌体DNA的合成,从而较大地增加菌体量。