甘蔗叶干法厌氧发酵正交试验

为确定甘蔗叶干法厌氧发酵的最佳工艺参数,选择堆沤方法、草粪质量比、发酵温度这3个关键因素进行正交试验,优化工艺参数.试验结果表明:甘蔗叶干法厌氧发酵最佳工艺条件为:自然堆沤、草粪质量比1、发酵温度38℃,验证最佳工艺条件下产气量为655.30 L.同时研究分析表明,猪粪对甘蔗叶干法厌氧发酵有较大影响,在猪粪量相对较少的情况下,提高发酵温度也能增加产气量;堆沤时添加绿秸灵和腐秆剂对甘蔗叶发酵没有效果.     

中高温条件下羊粪与芒果废弃枝叶混合厌氧发酵产沼气研究

为研究中高温下条件下羊粪与芒果废弃枝叶混合厌氧发酵的产沼气特性影响,选取风干后的羊粪与芒果废弃枝叶进行厌氧发酵产沼气试验。试验设置5个配比：单一羊粪、单一芒果废弃枝叶、羊粪与芒果废弃枝叶(1∶1、1∶3、3∶1)3个配比,在3种恒温温度(35℃、45℃、55℃)下进行厌氧发酵,共计15个处理,发酵周期32天。试验结果表明：相对于芒果废弃枝叶单一发酵,羊粪与芒果废弃枝叶混合发酵可获得较好的产气效果,但相对于羊粪单一发酵,各温度下混合发酵的产气量并没有更好的表现。综合比较,羊粪和芒果废弃枝叶混合发酵在配比3∶1、45℃发酵状态下的发酵完成时间最短为17天,且TS产气率和VS产气率最大,具有一定的产气潜力。     

废菌棒用作户用沼气池原料的试验

为解决户用沼气池发酵原料紧缺的问题,结合当地食用菌产业的发展,选择食用菌生产后产生的废菌棒作为沼气发酵原料,采用不同预处理方式进行了启动投料,并与猪粪发酵进行了比较.结果表明,废菌棒可以作为户用沼气池发酵原料,但原料产气率不及猪粪发酵.     

连续干式厌氧发酵中试系统设计与试验

设计了以卧式浆叶轴机械搅拌厌氧发酵罐为核心的干式发酵技术与成套装备.利用该技术建成干式厌氧发酵中试工程.工程包括预处理及进料系统、厌氧发酵系统、沼气净化与贮存、增温保温系统、出料系统等.工艺方案中克服了干式厌氧发酵进出料困难、传质传热不均的难题,实现了连续高温干式厌氧发酵产沼气.中试结果表明,系统运行稳定,产气效果较好,平均有效容积产气率达3.0 m3/(m3·d).     

牛粪高温干式厌氧发酵产沼气性能试验

研究了牛粪原料高温(55℃)干式厌氧发酵过程中产气效果和物料参数的变化规律.结果表明:接种比例3:10、8 r/min连续搅拌条件下,物料TS(总固体)产气率为311 mL/g,甲烷平均体积分数为57.1％,平均容积产气率为2.73L/(L·d);容积产气率在第3天达到最高,为5.23 L/(L·d);反应初期挥发性脂肪酸迅速积累,1d后即达到峰值,随后迅速减少;在反应初期pH值略有下降,随后逐渐升高;氨氮质量浓度和总碱度则一直呈上升趋势.     

基于正交试验设计的RPC力学性能研究

采用正交试验设计方法对活性粉末混凝土（RPC）的配合比进行了试验设计,分别通过极差和方差分析了每个因素水平对RPC配合比的作用及各个水平之间的差异,探讨了水胶比、硅粉掺量、矿渣掺量对RPC各个基本力学性能影响的规律和机理。试验结果表明：水胶比与硅粉掺量对RPC抗压、抗折、劈裂抗拉有较为显著的影响;矿渣掺量对RPC各个强度影响均不显著。最后采用多元回归方法,建立了RPC强度与水胶比、硅粉掺量、矿渣掺量的经验公式,为RPC的进一步研究提供参考。     

基于正交试验触电试验平台参数优化及触电信号分析

为解决农村低压电网剩余电流保护装置拒动、误动问题,搭建触电物理试验平台,并提出基于正交试验设计的触电物理试验平台参数优化方法。利用正交设计建立反映试验因素水平组合的正交表,通过对哺乳动物羊、猪的试验因素和触电试验结果的直观分析和方差分析获得较优的触电物理试验平台参数配置;利用CEEMDAN方法对触电信号分解,将其分解分量分别进行相关性分析及FFT研究剩余电流信号、触电电流的时频特性。分析结果表明:触电信号主要频率成分为50 Hz,且出现在imf7～imf8,剩余电流和触电电流信号的CEEMDAN分解层数相同;剩余电流imf1分量存在突变点,触电电流imf1分量必定存在突变点;仅在过零点时刻触电剩余电流信号的imf1分量无突变点存在,其余时刻均存在突变点。     

固液分离机正交试验设计数据处理与分析

本为针对9FL-200型粪便固液分离机进行了正交试验设计,主要考虑进料浓度、网筛孔径、力矩等三因素,对于因素进料浓度设置了4个水平:75%、80%、85%和90%,因素网筛孔径和力矩都为2个水平:0.5mm、1.0mm和短、长。从而利用EXCEL软件对试验所得数据进行了处理和分析,获得进料浓度、网筛孔径、力矩的各个水平变化对生产率、出料量、出料含水率和出水含固率的影响,从而找出使试验指标最优的试验方案。     

基于正交试验的斜击式水涡轮优化与分析

参考斜击式水轮机结构设计方法,使用正交试验法对JP75卷盘喷灌机水涡轮的主要几何参数进行优化试验,并对优化结果进行相关系数及主成分分析,最后确定影响效率的主要因素及水涡轮最优参数组合.使用优化后的参数建立水涡轮最优模型,并采用CFD数值计算方法对流量为500～900 r/min、转速为18～40 m3/h下优化模型的性能进行计算及分析;在此基础上,分析了水涡轮外特性曲线,优化模型在非设计转速下具有较高的稳定性和高效性.在流量区间内,优化模型最高效率点提升了近31%;研究了水涡轮优化模型的内部流场分布, 相比于原有模型,内部流场更为合理流畅,进口管道内压力分布均匀,且能够形成有效射流,同时,水涡轮叶片的优化设计解决了存在的局部高压区和叶间涡问题;与原有模型进行能量转化率比较,验证了转轮处能量有效利用率明显提升了42.71%.     

伸缩杆齿式荞麦脱粒装置研制与三因素正交试验分析

针对荞麦机械化收获破碎率高、含杂率大、容易发生“绕辫子”而堵塞脱粒滚筒等问题，研制一种伸缩杆齿式脱粒装置，利用纹杆滚筒和栅格凹板对作物的揉搓、梳刷作用实现脱粒，而与纹杆滚筒相配合的伸缩式杆齿，能够很好地将作物进行翻腾、向后推送，避免了秸秆缠绕，提高了脱粒效果。将该脱粒装置安装于荞麦脱粒性能试验台，选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素建立了三因素正交试验，通过极差分析得到最佳工作参数组合为滚筒转速350r/min，脱粒间隙10mm，喂入量1.0kg/s，该条件下，籽粒破碎率为3.42%，籽粒损失率为0.14%，满足荞麦机械化收获指标，为伸缩杆齿式脱粒装置的应用和荞麦联合收获机的研发提供理论依据。     

生物炭添加对鸡粪厌氧消化产气特性的影响

在(35±1)℃条件下,采用序批式厌氧消化工艺进行了L9(33)正交试验,以生物炭添加量、生物炭粒径和接种量为因素探索生物炭添加对鸡粪厌氧消化产气特性影响,得出了鸡粪添加生物炭厌氧消化产气的最佳工艺组合。结果表明,各因素对鸡粪厌氧消化产沼气特性的影响从大到小依次为:生物炭添加量(极显著)、生物炭粒径(不显著)、接种量(不显著)。最佳处理组合总固体产气率为345.96 m L/g,挥发性固体产气率为420.62 m L/g,比对照组提高了45.24%。生物炭粒径对甲烷体积分数有极显著影响。     

酶预处理对秸秆类原料厌氧发酵特性的影响

为探索经木霉培养液预处理的秸秆厌氧消化产气特性,利用实验室自制小型厌氧发酵装置,在中温(30±1)℃条件下,分别对经预处理的稻秸、麦秆和稻麦秆混合物进行批式厌氧发酵试验。结果表明:料液质量分数10%、接种物质量分数20%条件下经木霉培养液预处理过的秸秆产气量有明显提升,稻秸、麦秆、稻麦秆混合物总产气量分别达到14 555、15 103、17 130 m L;甲烷含量显著增长,平均甲烷体积分数分别为48.2%、45.4%和47.8%,较对照组提高205.1%、213.1%、214.5%。最高甲烷体积分数分别达60.5%、66.1%和66.8%;原料利用率较大提高,化学需氧量COD日均降解量分别为522.23、542.50、668.72 g/d,TS产气率分别达172.84、183.12、205.54 m L/g;其中经预处理后的稻麦秆混合物在产气量增加的前提下,大大缩短厌氧发酵时间(DT90:17 d)。发酵过程p H值、挥发性脂肪酸(VFA)变化情况均在正常范围。     

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.     

污泥驯化对苎麻废弃物厌氧消化产沼气的影响

在中温(35℃)条件下对苎麻废弃物进行厌氧消化试验,比较污泥驯化与否对厌氧消化体系的产气量和甲烷含量的影响。结果表明,未经污泥驯化,苎麻废弃物展现出厌氧消化可行性,经过污泥驯化后,厌氧消化产气速率提升,产气缓滞期得到明显缩减或消除,原料产甲烷潜力达到44 mL·g^-1鲜料,即194 mL·g^-1TS。其中,日产沼气和日产甲烷高峰期从2天延长至6天。此外,采用驯化后的污泥,CH_4百分比在5天内迅速上升至55%,并在后期一直稳定于60%左右,表明污泥驯化使苎麻废弃物厌氧消化过程得到了较大促进。     

稻草与牛粪混合连续厌氧消化制备生物燃气研究

以挥发性固体比1:1的稻草与牛粪为混合原料,采用40 L有机玻璃反应器进行连续厌氧消化,考察不同有机负荷率(OLR)3～12 kg/(m3·d)及温度对厌氧消化性能及稳定性的影响.结果表明,高温消化在整个OLR范围内,池容产气率逐渐增加,最高达到5.26 m3/(m3 ·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3 ·d)时达到最大值489.6L/kg;中温消化在OLR为12 kg/(m3·d)时出现严重的VFAs抑制,在无挥发性脂肪酸抑制的OLR范围(3～8 kg/(m3·d))内,池容产气率逐渐增加,最高达到2.57 m3/(m3·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3·d)时达到最大值440.0L/kg;当OLR升高到8 kg/(m3 ·d)时,中温和高温发酵系统均出现了严重的污泥膨胀.     

沼气厌氧发酵生物催化剂研究进展与展望

综述了国内外厌氧发酵用多功能催化剂(如微生物、酶、营养物质、吸附剂、消泡剂、螯合剂及染料等)的研究进展,强调了催化剂在厌氧发酵中的作用,讨论了沼气发酵菌群、工艺控制和系统处理废弃物等方面的关键问题,突出了使用催化剂的技术优势,并对催化剂在厌氧发酵中应用的未来发展趋势进行了展望。沼气的生产不仅使生物质资源得到深度开发和循环利用,而且实现了废弃物无害化处理及多层次的资源化利用,变废为宝、化害为利,对解决人类社会所面临的能源危机和环境污染具有重大的意义。     

菌种添加量对生物预处理小麦秸秆厌氧发酵的影响

对小麦秸秆进行了氨-生物联合预处理,在实验室自制的小型厌氧发酵装置上,对预处理后的小麦秸秆进行了厌氧发酵制取沼气试验,探讨了氨-生物联合预处理中,菌种的添加量对小麦秸秆厌氧发酵产沼气的影响.结果表明,在氨预处理尿素溶液质量浓度为35 g/L,生物预处理pH值为4,黄孢原毛平革菌和里氏木霉的添加比例为1∶1(数量级为109)的条件下,小麦秸秆厌氧发酵过程中沼气总产气量最大,为7 968 mL,较空白组提高了23.11％.发酵过程终了pH值、VFA和甲烷的变化均在正常的范围内,甲烷最高体积分数为51.33％,较空白组提高了6.01％,整个发酵过程历时23 d.     

农村有机生活垃圾沼气发酵工艺优化及菌群分析

为了了解沼气发酵对农村有机生活垃圾中细菌菌群的影响,文章从2个正在稳定运行的20 L反应器中选取两个水力停留时间(15 d,20 d)进行实验。实验结果表明,农村有机生活垃圾在2个水力停留时间内,沼气产量随水力停留时间的缩短而提高;沼气中甲烷成分均大于50%,粒径大的反应器中沼气甲烷成分要高于粒径小的反应器;在所选4批次的原料中,存在的病原菌为Enterobacter和Enterococcus,未发现Salmonella,Shigella Castellani及Staphylococcus Aureus,随着沼气发酵的进行,原料中腐败性细菌减少,发酵性细菌增加。