搅拌对沼气发酵的影响

分析了搅拌对污泥特性的影响,探讨了结壳形成的原因,指出农村沼气发酵的最佳方式为两步发酵法。     

杨树叶与猪粪混合发酵产沼气研究

[目的]探讨杨树叶与猪粪混合发酵生产沼气的效果,为落叶资源循环利用提供新途径.[方法]将杨树叶堆沤后,与猪粪按照不同比例(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1)混合,于35℃下发酵,分析不同原料配比对沼气产量、所产沼气中甲烷含量及沼液pH的影响,并对初始pH进行优化.[结果]纯杨树叶发酵的总产气量和总固体(TS)产气率较低;添加猪粪混合发酵后,总产气量和TS产气率随猪粪添加量的增加而大幅提高,其中以叶粪比1∶2最高,总产气量和TS产气率分别为7338mL和262 mL/g,且比纯猪粪发酵的TS产气率提高了10.1%,沼气中甲烷含量略高,发酵至第7d超过50.0%,发酵pH较稳定.初始pH设为7.50~8.00最适合沼气产生.[结论]杨树叶不宜作为单独原料进行发酵,以1∶2比例混合猪粪进行发酵产沼气的效率最高,且可提高杨树叶的利用率.     

消毒剂对养殖场粪污沼气发酵的影响

以猪粪为发酵原料,研究84消毒剂、75%乙醇和高锰酸钾三种消毒剂对猪粪沼气发酵的影响。研究结果表明,三种消毒剂对沼气发酵均有抑制作用,随着消毒剂添加量的增加,抑制作用增强。三种消毒剂的抑制强弱程度有所差异,其中高锰酸钾消毒剂的抑制作用最强。同时,当消毒剂的添加量较低时,经过一段时间的修复,沼气发酵可逐渐得到恢复。但当消毒剂的添加量较高时发酵会完全被抑制。本试验结果可为养殖场粪污沼气发酵处理提供一定的理论参考。     

温度对猪粪发酵产沼气的影响

以新鲜猪粪为原料,厌氧发酵180 d,研究不同温度(6、12、18、24、30℃)对发酵启动、产气量周期的影响.结果表明,各温度都能启动发酵,温度越高,产气量越多;发酵周期随温度的上升而缩短,低温(20℃以下)发酵周期为7个月,中温(20～45℃)发酵周期为4个月;每年需换大料2次,共耗时20～30 d;24℃时产气周期适宜,产气量高而稳定,是常温发酵的最适温度.     

猪粪和玉米秸秆混合发酵产沼气特性研究

东北地区猪粪与玉米秸秆是养殖业和农业主要的废弃物类型之一,为了充分把两种废弃物通过厌氧生物处理途径进行资源化,研究探讨猪粪和玉米秸秆不同配比下混合厌氧发酵产沼气的特征。在中温(37±1℃)条件下,总固体含量(TS)为8%,将猪粪与玉米秸秆分别按照不同干重比(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2)进行批次厌氧发酵。结果表明,粪秆比2∶1,累积产生的沼气量和TS生甲烷率均最高,分别为306 mL·g^-1和138 mL·g^-1,较粪秆比1∶0处理组提高18.5%和8.4%,木质纤维的的降解率比粪秆比1∶0高5.23%。木质纤维素降解量与累积产沼气量显著相关(P<0.05)。     

酒糟与猪粪混合厌氧发酵产沼气的研究

为探索酒糟中添加猪粪对厌氧消化特性的影响,采用自行设计的小型厌氧发酵装置进行批量发酵试验。结果表明,酒糟与猪粪的干物质质量比为7∶3时,发酵过程中日均产气量、累积产气量、甲烷体积分数都最大;pH的降低幅度最小,抑制酸化效果最佳;总产气量和总固体产气量分别为31 885 mL、263.9 mL/g,与其他各组有显著差异。因此,合理调配酒糟与猪粪的比例,能够有效调节料液碳氮比,从而提高酒糟的产气率与利用率。     

机械搅拌半干法厌氧发酵实验装置设计及试验

针对我国畜禽养殖粪便产出量大,对环境污染严重的现状,利用沼气发酵技术在畜禽粪便处理方面的优势,设计开发了一种实验室用机械搅拌半干法厌氧发酵实验装置,用于畜禽干清粪便等农业有机废弃物半干法厌氧发酵实验研究,其总固体(TS)浓度在15%～20%;与传统湿法厌氧发酵相比,半干法厌氧发酵工艺具有沼液产生量少,处理效率高等优点。该实验装置可实现自动定时搅拌、自动温度控制、连续进出料厌氧发酵产气,能够完成不同发酵影响因素对半干法厌氧发酵产气效果的影响等实验研究,为实验室畜禽粪便无害化处理技术研究提供一种新的研究手段。     

添加聚合草对猪粪中温厌氧发酵的影响

【目的】探索添加景观植物聚合草对沼气厌氧发酵的影响。【方法】以猪粪为发酵原料,添加不同量聚合草,于(35±1)℃条件下,用自行设计的发酵装置进行发酵试验,通过对发酵液的CH4含量、pH和产气量的监测,研究聚合草添加量对猪粪中温厌氧发酵过程的影响,并以接种物和接种物加猪粪为参比。【结果】在聚合草与猪粪总固体含量比分别为1∶10、2∶10、3∶10、4∶10的试验组中,1∶10、2∶10试验组的甲烷含量率先达到40%(体积分数),其pH分别为6.6～7.7和6.6～7.6,总体优于其他试验组及空白参比组;且以1∶10试验组的日均产气量最高(756.20mL),2∶10试验组的总产气量最高(43 540mL)。【结论】添加适量聚合草对猪粪厌氧发酵有促进作用,通过二次曲线拟合,推测聚合草与猪粪总固体含量的最优配比为1.40∶10～1.48∶10。     

沼气发酵菌种与发酵原料浓度对沼气产气的影响

分析沼气发酵的菌种、沼气发酵原料浓度对沼气产气的影响,结合实际,总结农村沼气的使用情况,以促进沼气池的推广应用。     

牛粪搅拌式固定床沼气发酵条件的优化

以牛粪为沼气发酵原料,利用连续搅拌式反应器(Continuous stirred tank reactor,CSTR)和碳纤维载体构建搅拌式固定床反应器,研究料液浓度(TS)、碳氮比(C/N)、温度、p H、水力停留时间(HRT)和搅拌转速对甲烷产量的影响,通过响应面设计进行回归分析,结合满意度函数确定牛粪搅拌式固定床厌氧发酵工艺的最佳参数。研究结果表明最佳工艺条件为:TS 8%,C/N 25∶1,温度39℃,pH 7.5,HRT 10 d。验证分析表明,模型预测值与试验值相吻合(偏差2.27%),模型拟合度较好。     

Development of an Anaerobic Digestion Unit for Biogas Production from Cow Dung Substrate

An anaerobic digestion unit for producing biogas from cow dung in the rural communities was designed, fabricated and tested for performance, durability and throughput. The major components of the digester included the substrate holding tank, tank cover, agitator, debris collector, inlet and outlet pipes, gas reception tank, hose and heat source. The digester is a vertical cylindrical tank with an inlet pipe for the introduction of substrate and an outlet pipe to collect the digested substrate. An agitator is incorporated inside the digester to break scum on the substrate and create uniform temperature profile in the digester while a pressure gauge was fitted to the gas outlet valve to measure the gas pressure in the tank. The agitator shaft is extended outside to be driven by an electric motor through belt and pulley system. The criteria considered in the design of the digester included air tightness of the system, mesophilic and thermophilic temperature, nature and type of substrate used, substrate retention period, number of crank turns per minute and volumetric capacity of the digestion tank. Other considerations included the desire to make the digestion tank and gas reception tank of galvanized steel to ensure good quality of the product and the need for a strong structural support to ensure structural stability of the system. After construction and assembly, the biogas digestion unit was tested with 40 kg of cow dung diluted with 80 kg of water and subjected to a retention period to make a substrate （slurry） of 10 % total solid （TS）. Daily gas yield was determined; gas pressure in the tank was measured by the pressure gauge, while the ambient temperature was taken at five hours interval. Results showed that a cumulative gas yield of 0.415 litres after 22 d retention period at average substrate temperature and pH of 29 ℃ and 6.2, respectively. The digester has a substrate holding capacity of 330.8 litres and a production cost of $375 with all the construction materials being available locally.     

熊猫粪和竹子叶厌氧发酵产沼气效果比较

[目的]比较熊猫粪和竹子叶厌氧发酵产沼气效果。[方法]分别以熊猫粪和竹子叶为原料,在30℃下进行批量式恒温沼气发酵试验,比较熊猫粪和竹子叶厌氧发酵产沼气效果。[结果]熊猫粪沼气发酵时间为40 d,原料产气率为50 ml/g,TS产气率为121 ml/gTS,VS产气率为123 ml/g VS;竹子叶发酵时间为92 d,原料产气率为83 ml/g,TS产气率为168 ml/g TS,VS产气率为197 ml/g VS。[结论]两种原料均可作为沼气发酵原料,竹子叶的产气潜力和降解效果明显好于熊猫粪,但熊猫粪的发酵时间仅为竹子叶发酵时间的2/5,表明经过大熊猫消化后的熊猫粪更易于发酵。     

秸秆厌氧消化产沼气的研究进展

秸秆是生物质能源的重要组成部分。我国农作物秸秆资源储量十分丰富,但大多数都没有得到有效利用,被随意丢弃或直接焚烧的现象较为常见,造成了严重的资源浪费和环境污染现象。因此,对秸秆的资源化利用已迫在眉睫。在秸秆的众多利用方式中,厌氧消化产沼气是现阶段对其资源化利用最有效的途径之一。本文主要围绕秸秆厌氧消化产沼气的可行性、影响因素、利用现状、存在问题和解决方案等方面进行了综述,旨在为规模化秸秆沼气工程的应用和推广提供一定参考。     

两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响

[目的]比较两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气的效果。[方法]以熊粪为原料,采用不同的接种物(混合厌氧活性污泥和熊粪厌氧发酵结束后驯化所得的接种物),在30℃下进行了批量式恒温厌氧发酵,分析两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响。[结果]使用不同接种物的两组试验产气量存在差异,但相差不大;发酵时间存在较大差异,经过原料(熊粪)驯化的接种物发酵时间明显缩短,为沼气厌氧活性污泥发酵时间的1/3,且经过驯化的接种物具有更好的降解效果,能创造更好的适合于沼气发酵的中性环境。[结论]经过原料富集培养驯化的接种物具有更好的产沼气效果。     

废弃的植物培养基厌氧发酵产气潜力研究

[目的]弄清废弃植物培养基厌氧消化潜力与特性.[方法]以废弃的植物培养基为发酵原料,以沼气池底部的活性污泥为接种物,在常温条件下进行了批式厌氧消化试验,研究了废弃的植物培养基与接种污泥各处理厌氧消化的产气速率、潜力和产气量.[结果]常温条件下,混合培养基与接种污泥的TS比例为8∶1、浓度12％的处理,产气量最高,为10 391.3 ml,并且发酵天数为5d左右,发酵速度较快,产气效果最好;混合培养基与接种污泥的TS比例为6∶1、浓度8％的处理,原料产气率最高,为0.230 m3/kg,并且发酵天数为4d左右,说明原料被利用的水平高.[结论]该研究为植物组培工厂废弃物的处理和配套沼气工程的工艺设计提供了科学依据.     

碱预处理提高香蕉茎秆厌氧消化产气性能的研究

为有效利用香蕉茎秆资源,提高其厌氧消化效率,采用碱法对香蕉茎秆固体剩余物进行预处理,探讨不同预处理条件下香蕉茎秆厌氧消化产气性能的影响。结果表明:当Na OH浓度为8%时,对香蕉茎秆原料半纤维素、纤维素、木质素降解率达最高,分别为22.5%、9.1%、13.7%;6%Na OH处理组30 d累积产气量最高可达3 775 m L,比对照组提高24.2%,单位干物质产气量达377.5 m L/g TS。碱预处理可有效提高香蕉茎秆产气潜力。     

餐饮垃圾单级间歇式厌氧消化制沼气试验研究

进行了餐饮垃圾(去油)单级间歇式中温厌氧消化处理试验,试验分为两个阶段,第一阶段试验原料的总固体舍量(TS)及水力停留时间(HRT)分别为4.67%和51 d,挥发性固体(VS)占总固体含量(TS)的80%,污泥接种量为50%.结果表明,餐饮垃圾(去油)中每千克挥发性固体(VS)产沼气797.48L,其中甲烷含量在50%以上,水力停留时间(HRT)以35 d为宜.第二阶段研究了pH值调节、总固体含量(TS)对产气量的影响.结果显示,对消化液进行pH值调节能够减小酸化对产甲烷菌产生的抑制,提高产沼气速率,但是调节pH值后产气量一直不高;污泥接种量为50%的条件下,总固体含量(TS)为20%时产气量最大.     

蘑菇废弃菌棒及其与猪粪混合发酵对沼气产量及质量的影响

为了研究厌氧消化过程中日产气量、累计产气量和甲烷含量随厌氧消化时间的变化规律,在中温35℃±1℃条件下,采用批式单相厌氧消化工艺,分别用香菇、杏鲍菇和平菇废弃菌棒与猪粪混合发酵。结果表明,蘑菇菌棒具有很好的产气潜力,其中香菇菌棒TS产气量最高,为142.9mL.g-1,平均产气量664.1mL.d-1,杏鲍菇菌棒所产气体甲烷含量最高,平均63.8%;添加猪粪调节蘑菇菌棒C/N至25/1,对香菇菌棒前期严重酸化现象起到了很好的缓冲作用,使香菇菌棒、杏鲍菇菌棒和平菇菌棒累计产气量较单一物料分别提高了131.5%、97.9%和79.9%。研究结论为:香菇、杏鲍菇和平菇废弃菌棒均具有良好的产气潜力;添加猪粪能显著提高蘑菇菌棒累计产气量,同时提高香菇菌棒甲烷含量,降低杏鲍菇菌棒甲烷含量,对平菇菌棒甲烷含量影响不大。