蒸汽爆破预处理玉米秸秆厌氧发酵实验研究

2.0 Mpa压力下,保留时间60 s,90s和120 s对玉米秸秆汽爆预处理后进行厌氧发酵生产沼气实验,研究汽爆预处理秸秆厌氧发酵规律,探讨提高秸秆厌氧发酵产气量的新工艺.结果表明:蒸汽爆破预处理后的秸秆比未经预处理秸秆中温厌氧发酵的产气量296.8 mL·g-1提高16.8％～63.2％,保压时间为120 s时,秸秆厌氧发酵沼气产量达到最大值428.5 mL·g-1干物质.汽爆处理玉米秸秆厌氧发酵沼气中CH4含量在60％以上,发酵第20d累积产气量达到总产气量的80％,未发生结壳现象,主发酵周期比未汽爆秸秆大大缩短.     

厌氧发酵残留物对土壤酶动态特性的影响

通过温室盆栽生菜试验,研究厌氧发酵残留物对土壤蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶和中性磷酸酶动态特性以及作物产量的影响.试验以菜园土作为栽培基质,并以是否施用厌氧发酵残留物和种植作物进行设计,生菜种植期为50天,试验中间隔10天测定一次土壤酶活性.结果表明,施用厌氧发酵残留物能明显提高土壤酶的活性,且施用量越多,酶活性越高,生菜的产量也越高.栽种生菜的土壤酶活性高于相应的对照组,酶活性的变化基本和生菜的生长过程一致,在30～40天之间达到最高酶活性.土壤酶活性的提高表明,施用厌氧发酵残留物能改善土壤结构和性能,提高土壤的肥力和生产能力.     

不同预处理方式对污泥厌氧发酵的影响

污水生物处理的应用产生了大量污泥,污泥的处理与处置已成为污水处理厂面临的一个重大挑战。填埋、焚烧等传统污泥处理方法,不仅污染环境而且消耗大量能源,而厌氧发酵处理作为一种可持续的污泥处理方法具有保护环境、节约能源等优点。传统的污泥厌氧发酵处理存在反应效率低、污泥降解性差、停留时间长等不足,污泥预处理在改善其厌氧发酵性能方面越来越受到关注。根据污泥的理化特性、厌氧发酵特点,论述了各类预处理方式的不同作用机制,分类比较了不同类型预处理的处理效果及其对污泥厌氧发酵特性的影响,深入分析了影响不同预处理强化污泥厌氧发酵的主要因素。同时,对其强化污泥厌氧发酵存在的不足及其今后的发展方向作了简要的分析和展望。     

城镇生活垃圾厌氧发酵制取沼气及综合利用研究

本文报道了利用生活垃圾厌氧发酵制取沼气及发酵残留物的综合利用。结果表明,以烂菜叶、食堂垃圾为主要原料,发酵周期50天时,池容产气率为0.456m~3/m~3·d,产气量为331升/添加kgvs,平均甲烷含量为58.5％,原料毁解率为37.5％。用厌氧消化后的残留物饲养蚯蚓比常规堆沤生活垃圾饲养蚯蚓,其增重率高28.7％,繁殖率高98.35％。用蚯蚓替代部分饲料喂鸡、貂获得成功,并且每只鸡重量比对照增加18％,产蛋率提高20.6％。貂重量比对照增加6.7％,且毛色光滑油亮。     

pH与曝气耦合调控厌氧发酵相分离技术研究

为验证pH调节与曝气处理对两相厌氧发酵相分离的影响,文章研究了以葡萄糖为底物,不同起始pH值(5.5,6.5,7.5)、不同间隔时间(8h,12h,16h)通入不同量的空气(3 L,5L,8 L),对厌氧发酵产甲烷的影响,并进一步研究了pH调节与曝气处理对秸秆两相厌氧发酵相分离的影响.结果表明:通过连续曝气处理可以降低反应器料液的pH、升高反应器料液的氧化还原电位,起始pH、曝气间隔时间及曝气量分别为6.0,8h和5L对厌氧发酵的产气量和产甲烷量的抑制有明显效果.将秸秆两相厌氧发酵系统中水解产酸相初始pH调到6.5以下,结合每天曝气3次(间隔8小时),每次曝气量≥1L空气·L-1反应器(等于或大于容器体积),不用产甲烷相沼液作水解相消化液补充回流条件下,可以有效地抑制甲烷产生,基本实现两相有效分离.     

搅拌对牛粪干式厌氧发酵效果的影响

利用自制干式厌氧发酵罐,通过批次试验,研究了高温(55℃)条件下搅拌对牛粪干式厌氧发酵效果的影响.连续搅拌转速为8～32 r/min时,产气效果无明显差异.采用8 r/min间歇搅拌,所得到的甲烷产量比连续搅拌低约10％,但能大幅降低搅拌能耗,在于式厌氧发酵系统中更为适用.反应过程中,各组间发酵料液的pH值、挥发性有机酸浓度、总碱度和氨氮浓度无明显差异.     

储藏方式对玉米秸秆厌氧发酵产沼气的影响北大核心

要实现农作物秸秆厌氧发酵产沼气的规模化、可持续利用,就需要考虑秸秆的储藏问题。试验比较了新鲜、堆沤、冷藏和风干不同储藏处理的玉米秸秆厌氧发酵产沼气效果。结果表明,四组样品中,堆沤处理的产气效果最好,TS产气率和甲烷产率比鲜样分别提高了22.02%和25.33%,风干样产气效果和鲜样基本一致,冷藏处理的产气效果最差,TS产气量和产甲烷量比鲜样下降了22.37%和26.60%。说明玉米秸秆的储藏方式会对厌氧发酵产沼气的效果产生影响。     

木醋液对玉米秸秆厌氧发酵的促进作用研究

试验观察了玉米秸秆青贮和用木醋液对玉米秸秆厌氧发酵产沼气的促进作用.结果表明,利用木醋液预处理青贮玉米秸秆,活性污泥接种率20％,厌氧发酵原料总固体(TS)10％,在35℃下厌氧发酵,可以使玉米秸秆产气高峰提前4～5天,木醋液预处理的青贮玉米秸秆提高产气量提高54％,达到425.7 mL·g-1,厌氧发酵过程中pH值稳定在6.6～7.1之间,产气过程平稳,所产沼气中甲烷含量平均提高10％,甲烷含量最高达到56％.     

有机固体废弃物渗滤床高温干式厌氧发酵的中试研究

本研究以有机固体废弃物为对象,采用高温渗滤床干式厌氧发酵技术对其进行处理。将经过简单人工预处理的餐厨垃圾和果蔬垃圾,在自制的厌氧发酵装置内进行高温干式厌氧发酵,研究了有机固体废弃物发酵过程中的沼气累计产量、日产气量、pH值变化、氧化还原电位变化、COD变化、VFA变化、氨氮变化以及碱度的变化。结果表明,有机固体废弃物用渗滤床厌氧发酵工艺处理是可行的;减量化效果很明显。该研究为有机固体废弃物的大规模资源化利用提供了设计依据。     

鸡粪厌氧发酵沼液达标处理工艺研究

为解决鸡场沼气工程沼液后续处理问题,以某养鸡场沼气工程全混式发酵池出水沼液处理为例,研究鸡粪厌氧发酵沼液的达标处理工艺。从鸡粪厌氧发酵沼液的特点出发,采用生化法与物化法相结合工艺处理沼液,并考查了3种不同组合的工艺处理效果。先以小试试验确定工艺最佳运行参数,再中试运行考查工艺的处理效果。结果表明：采用鸟粪石—SBR—混凝工艺处理鸡粪厌氧发酵沼液,沼液CODCr由9200mg/L降至280mg/L,NH+4N由3200mg/L降至36mg/L,TP由270mg/L降至3.3mg/L,达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB 18596—2001);对于鸡粪厌氧发酵沼液中NH+4N的去除,直接采用SBR处理,微生物会受到游离氨抑制,NH+4N去除率不足30%,生化处理前必须采用预处理降低NH+4N负荷;鸡粪厌氧发酵沼液生化性良好,但仍含有一定量难降解CODCr,采用生化处理结合物化工艺进行深度处理可以以较低成本实现达标排放。     

活性污泥厌氧初期吸附降解木醋液产甲烷试验

试验研究活性污泥厌氧初期吸附降解木醋液及产甲烷情况。结果表明,活性污泥对木醋液的厌氧初期吸附在10min内达到动态平衡,木醋液降解率为15.6%,主要是物理性吸附;10min后,吸附为物理性和生物性吸附共同作用;伴随着吸附过程木醋液中有机物的水解酸化,醋酸和丙酸含量增加,pH值下降;被吸附降解的有机物以酚类化合物为主;木醋液及其主要有机物的吸附过程可以很好地用Freundlich吸附等温方程描述;甲烷产量随着木醋液初始体积分数的增加而增加。     

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。     

生物强化在厌氧发酵过程中的应用进展

从生物强化作用机理、作用效果及影响因素等方面对国内外生物强化在沼气发酵过程中的研究进行了归纳与总结,表明生物强化在厌氧发酵的原料预处理、系统启动、产气等方面均具有促进作用,可提高系统的产气效率,但多数研究为实验室规模的批式发酵,生物强化的功能菌在发酵系统中的适应能力及稳定性是限制该技术实际应用的关键问题,需揭示投加的功能菌与系统土著微生物间的相互作用机制,研制性能稳定、适应性强的功能菌剂,寻求更佳的生物强化作用方式、建立强化效果的评价标准,才能使生物强化技术在实际工程中得到广泛应用。     

Planning and management modeling for treated wastewater usage

Due to urban growth, some agricultural lands have been replaced by residential, municipal, and industrial areas. In some cases the remaining agricultural land will not have enough water because of transfers from agriculture to M&I (municipal and industrial) users. Therefore, in many places, especially in arid and semi-arid regions, the use of treated wastewater as a reliable source of irrigation water has already been, or will be, considered in the future. Due to its unique characteristics, this new resource has many challenges that cannot be ignored, such as health issues, water quality, and long- and short-term effects on soils and crops. The study described herein considered the development of a new GIS-based model for planning and managing the reuse of treated wastewater for the irrigation of agricultural and green lands, considering various factors such as population and urban growth. The model is composed of several different modules, including an urban growth model. These modules are designed to help in the decision-making process for allocations of water resources to agricultural areas, considering factors such as crop types, crop pattern, water salinity, soil characteristics, pumping and conveyance costs, and also by comparing different management scenarios. Appropriate crops that can be grown with a specific water salinity and soil characteristics, proper water resources for each farm (according to pumping and conveyance costs, and analysis of water demand, and water supply) can be determined through the application of this model. The model can also rank agricultural areas and open spaces in and near an urban area according to their suitability for irrigated agriculture.     

固态物料两相厌氧消化工艺的研究进展

随着全球气候变暖及化石能源的日益紧缺,厌氧消化制沼气技术在世界范围内日益受到重视.固态物料两相厌氧消化工艺由于整个反应系统没有外排废液,克服了单相发酵工艺及传统两相厌氧消化工艺的缺点,适宜我国资源丰富的畜禽粪污、农作物秸秆及农村生活垃圾等废弃资源高效处理及能源化利用.本文综述了国内外两相厌氧消化工艺及固态物料两相厌氧消...     

农业废弃物热化学转化利用的研究

在自制的固定床反应器中,以核桃壳、花生壳、锯末等3种农业废弃物为原料,进行了农业废弃物催化热化学转化综合利用的试验研究。实验结果表明,热解反应生成包含氢气、生物油和固体焦等成份的产物,且各相产物均具有较好的经济利用价值,从而证明农业废弃物催化热化学转化综合利用切实可行,且转化利用效率高,对建设生态农业、循环农业、开发农村新能源、保护农村环境和建设社会主义新农村具有重要意义。     

硫酸盐还原作用对厌氧消化过程的影响与控制

本文综述和分析了厌氧消化过程中,硫盐酸还原作用的影响及控制方法。对于硫酸盐还原细菌的种类及生长特性进行了归纳,同时指出:硫酸盐还原作用对厌氧消化的抑制影响主要来自二方面:一是基质的竞争性利用;二是还原产物硫化物对细菌生长的抑制作用。根据不同的过程原理,控制硫酸盐还原作用的方法有:物理法—空气或纯O_2充气技术;化学法—投加化学药剂;生物法—二相厌氧消化工艺,其中以生物法最有应用价值。有关二相厌氧消化工艺的运行特性与微生物学基础,处理高浓度硫酸盐废水的可行性等,文章进行了分析探讨。     

农业废弃物处理利用技术与农业机械化发展

农业废弃物处理利用,对推进新农村建设具有重要意义.为此,从秸秆与畜禽粪便两大类农业废弃物出发,分析了其处理利用现状,提出了资源化利用的技术体系,分析了各项技术的应用特点以及发展趋势,并探讨了配套农业机械的发展方向.     

农牧养殖户制沼气的成套装置

介绍了全国各地养殖户利用牲畜粪便制沼气的传统方式,指出了我国广大养殖户未能使用上就在自己身边的环保实惠清新能源的原因,开发设计了一种对牲畜粪便等物料进行自动上料、密闭储存、搅拌、厌氧发酵和自动清除沼渣的制沼气成套装置,符合我国废物再利用、创建和谐型可持续发展社会的基本国策。     

车载喷雾机变量施药控制系统的设计

将基于单片机的控制系统应用于农业生产过程中,实现了变量施药作业,提高了农药利用率,减少农药残留和环境污染。该系统采用单片机作为控制核心,能够根据需要自动地调节喷雾量。为此,阐述了施药系统的变量原理,重点介绍了控制系统硬件电路和软件程序的设计。仿真和田间实验表明,该系统稳定可靠,可操作性好,能够满足农业生产的要求。