控温和添加垃圾液对水葫芦发酵效果影响的研究

利用自制200 L厌氧发酵罐,分别在35℃和53℃恒温条件下,在剪切处理的水葫芦中添加不同比例的垃圾液进行厌氧发酵,观察对其发酵产气的影响及其发酵原料的全碳降解率.结果在相同控温条件下,添加40%和30%垃圾液处理的产气量及产气率分别是不添加垃圾液处理的产气量及产气率的1.32倍、1.19倍和1.87倍、1.48倍;相同进料量条件下,高温(53℃)发酵有利于发酵原料全碳的降解,发酵30 d后全碳降解率即可达到31.52%.水葫芦汁、渣分离的发酵总产气量比剪切处理提高46.10%,恒温35℃发酵15 d,水葫芦汁发酵沼液的COD降解率为75.73%,水葫芦渣发酵沼渣的全碳降解率为15.86%.     

食用菌菌渣产沼气潜力测定

为食用菌菌渣的有效、合理和循环利用提供技术支撑,并为沼气发酵拓宽原料来源渠道,以含有沼渣的食用菌菌渣作为沼气发酵原料,在常温条件下（25～34℃）进行厌氧发酵产沼气试验。结果表明：菌渣在发酵60 d 内的总产气量为1．38 m3,产沼气潜力为0．12 m3/kg TS,日平均产气率为0．15 m3/（m3·d）,甲烷含量在发酵12 d 时达到50％以上,此后一直保持在57％左右。结论：含有沼渣的食用菌菌渣是优质的沼气发酵原料,菌渣厌氧发酵能有效解决轻型基质类原料厌氧发酵结壳的问题。     

菌渣厌氧发酵制取沼气研究

以酒糟菌渣为原料,在实验室内利用自行设计的发酵装置进行了批次发酵试验,探讨了菌渣厌氧发酵的产沼潜力及影响因素,并在农户沼气池内进行了应用试验。结果表明:菌渣经过适当处理可实现高效发酵产出沼气,原料产气率可达0.133 m3/kg干物质,产气潜力约为秸秆的一半,但菌渣产沼气具有预处理方式简便、启动迅速等优点。菌渣产沼气的最佳参数为:将菌渣和牛粪以7∶3的配比(以干物重计)制作发酵原料,发酵原料、沼液、水以5∶3∶2的比例(按重量计)混合,堆沤预处理3~5 d后,投入发酵装置,添加10%的鸡粪沼液为接种物启动发酵。菌渣用于农户沼气池发酵产气可行,气温较高的季节可满足农户日常生活所需,应用时宜采取分批进料方式。     

干物质浓度对菠萝叶渣干式厌氧发酵产沼气的影响

在C/N为25∶1,温度为（35±1）℃,接种量为30%的条件下,试验设计了A、B、C、D 4个试验组,其干物质浓度分别为15%、20%、30%、40%,以废弃的菠萝叶渣为原料,在自行设计的沼气发酵装置上进行了干式厌氧发酵试验,对菠萝叶渣干式厌氧发酵的可行性及干物质浓度对发酵过程的影响进行了研究。结果表明,菠萝叶渣用干式厌氧发酵工艺处理是可行的;干物质浓度为20%的试验组的产气量为556.9 L,明显优于其他3组;原料产气率和池容效率也优于其他3组;而干物质浓度对CH4含量的影响不大。该项研究对菠萝叶渣的资源化利用提供了有益的参考。     

水葫芦挤压渣的厌氧发酵特性

为了研究固液分离对水葫芦厌氧发酵的影响,本试验以经过固液分离的水葫芦挤压渣为原料,采用批式反应,进行了厌氧发酵产甲烷特性的研究,并进行了中试验证.研究结果表明,在室内中温(35℃),发酵料液总固体(TS)8％的条件下,水葫芦挤压渣发酵启动速度快,其干物质产气率可达398ml/g,甲烷含量可达59％.中试运行结果表明,在常温条件下(21～29℃),采用渗滤液回流方式,水葫芦挤压渣干物质产气率达0.33m3/kg,最高容积产气量达0.60m3/(m3·d),平均容积产气率为0.27m3/(m3·d).以上研究结果表明,经固液分离后,水葫芦挤压渣仍是良好的厌氧发酵原料.     

不同水果废弃物厌氧发酵试验研究

主要研究水果废弃物的厌氧处理方式,并以香蕉皮、脐橙渣和榴莲壳为原料,分别开展了这三种原料在水解酸化过程和厌氧产甲烷过程的参数变化及性能分析。试验结果表明,香蕉皮、脐橙渣和榴莲壳极易水解并酸化,在35℃±0. 5℃下水解酸化24h,三种原料的pH均可下降至4. 0左右,挥发性脂肪酸(VFA)达到6 000～8 000 mg·L~(-1)。将经过水解酸化处理后的香蕉皮、脐橙渣和榴莲壳转移至中温(38℃±0. 5℃)下进行厌氧发酵,各原料产沼气速率亦明显加快,其中占总产气量90%以上的沼气主要集中在前两周时间内产生,厌氧结束后香蕉皮、脐橙渣和榴莲壳的TS产沼气率分别达到348. 7mL·g~(-1)·TS、337. 8mL·g~(-1)·TS和375. 6 mL·g~(-1)·TS,有较高的厌氧产沼气潜能。因此,在水果废弃物处理过程中积极推广厌氧发酵技术对水果废弃物资源化、减量化和无害化有着积极的意义。     

温度对红薯酒糟沼气发酵的影响

以红薯酒糟为原料,接种30%(体积比)活性污泥,在30、35、40、45℃等4个温度水平下,采用自制小型沼气发酵装置进行厌氧发酵试验,通过测定产气率和化学需氧量COD值,研究温度对红薯酒糟沼气发酵的影响.结果表明,30、35、40、45℃的产气率分别为70.94、24.42、49.70、74.19mL/g;COD的降低率分别为32.62%、18.53%、29.38%、34.83%;30、45℃的产气率、COD的降低率明显高于其他2组;45℃的发酵pH较好,35℃的pH在后期出现了弱酸化现象.     

响应面法优化蓝莓果渣可溶性膳食纤维提取工艺

以蓝莓榨汁后的蓝莓果渣为原料,采用酸水解法从蓝莓果渣中制备可溶性膳食纤维。在单因素试验基础上利用响应面分析法,分析液料比、浸提液p H、提取温度、提取时间对可溶性膳食纤维得率的影响。试验结果表明最佳提取条件:p H 1.0、温度80℃、液料比20∶1(m L∶g)、反应时间60 min。在此工艺条件下,蓝莓果渣可溶性膳食纤维得率可达11.12%。同时利用扫描电子显微镜对蓝莓果渣可溶性膳食纤维的表面形态进行了表征。     

香蕉茎秆渣制作沼气试验

香蕉收果后或蕉园淘汰后，其植株一般都是被清理搬运到田间地头废弃掉，绝大部分未综合利用。而从香蕉植株茎秆中提取的纤维是一种优质的天然纺织原料，目前国内正在对其进行开发利用。在提取香蕉纤维时，会产生大量的茎秆渣，利用茎秆渣进行厌氧发酵生产沼气，既可增加新的沼气原料，又可促进香蕉茎秆的综合利用，提高香蕉种植效益。本研究以香蕉茎秆渣为沼气发酵原料，加入人尿或草木灰等碱性原料调节发酵液酸碱度制作沼气，测定叶渣沼气发酵的产气量及探讨其产气规律。我们然后在广东农村家庭沼气池中进行了香蕉茎秆渣生产沼气的初步试验，取得了良好的效果，为香蕉茎秆淹的利用找到了一条可行途径。     

温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响

通过自行研究设计的恒温发酵装置,以菠萝叶渣为发酵原料,在C/N为25∶1,总固体物浓度(TS)为20%,接种量为30%的条件下,在25～40℃温度范围内,以5℃为梯度,进行批量厌氧发酵试验,研究发酵温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明,发酵温度为35℃的试验组的产气量为662.8 L,明显优于其他3组;而发酵时间也稍小于其他3组,而甲烷含量与其他3组相差不大。菠萝叶渣厌氧发酵在其发酵温度时产气速率、产气量均随温度的升高而增大;当超出35℃时,产气速率减小,产气量下降。说明发酵时间不是随着温度的升高而缩短,单一以温度来断定发酵时间的长短是不切合实际的。     

鸡粪与玉米秸秆混合发酵沼气产量影响因子研究

为探索物料配比、发酵温度、初始发酵浓度与产气量之间的关系以及各因素的重要性,通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆和鸡粪混合物为原料,在20、25、30、35、40℃下按不同干物质配比及初始发酵浓度分别进行厌氧发酵,分析不同物料配比、发酵温度、初始发酵浓度对发酵过程中pH值、累积产气量和TS产气量的影响,并对影响沼气发酵的各因子进行重要性排序。结果表明,物料配比、初始发酵浓度和发酵温度是影响产气量的重要因子,鸡粪与玉米秸秆2∶1、初始发酵浓度为20%时沼气产量最大;发酵温度在35℃左右时,各处理均能达到最优发酵效果;各因子对沼气产量影响的重要性依次为温度>初始发酵浓度>配比。因此,适当调整发酵温度以及初始发酵浓度将会有效提高沼气发酵利用效率。     

光照强度对猪粪、牛粪厌氧发酵的影响研究

研究光照强度对猪粪、牛粪厌氧发酵的影响,为沼气池的改进、提高产气量提供参考。试验以猪粪、牛粪为发酵原料,设置0、6、12、24h4组光照梯度处理,在恒温35℃和料液总固体质量分数为8%的条件下进行厌氧发酵。结果显示,不同光照强度下同一发酵原料的产气量差别较大,猪粪、牛粪在12h光照条件下的累积产气量分别是0h光照条件下的(黑暗)1.80、2.34倍;相同的光照强度不同发酵原料产气量存在差别,0h光照条件下(黑暗)猪粪的累积产气量为8136mL,牛粪的累积产气量为3282.5mL;光照条件改变发酵料液的理化性质,使累积产气量与发酵料液的碱度、挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFA)、pH值、氨态氮的相关性呈动态变化。     

微量金属元素对中低温厌氧消化工艺的影响

[目的]探究微量金属元素对中低温厌氧消化工艺的影响。[方法]通过向序批式反应体系内投放微量金属元素(Fe、Co、Ni),研究不同温度条件下,厌氧消化效率的差异。[结果]35℃条件下,厌氧发酵对底物消耗更为迅速,产气效率更高,而20℃条件下,则更有利于刺激嗜冷产甲烷菌群的活性,各处理的p H多维持在6.5~7.0,更适宜厌氧发酵反应的进行。其产生的沼气,甲烷含量也相对更高,其中WP20处理平均甲烷含量可达52%。而投放微量金属元素,对不同菌种的刺激效果存在一定差异,在20℃条件下,微量元素对W菌种厌氧发酵产气效率影响最为显著;35℃条件下,微量元素对G1菌种影响较为明显,G1P35累计产气量达7 129 m L。[结论]该研究可为深入探讨低温条件下沼气生物强化菌群的微生物特性、环境因子互作、菌群时空分布和种群动力学提供技术支撑。     

貂粪沼气发酵产气潜力研究

[目的]研究不同料液比对貂粪沼气发酵产气效果的影响,为以貂粪为原料进行沼气发酵及貂粪的多样化处理提供参考。[方法]以貂粪为原料,沼液为接种物,35℃恒温厌氧发酵,比较不同料液比对貂粪产气效果的影响。[结果]试验表明,发酵料液配比为1∶2时,貂粪更易降解,产气量高。试验初步确定貂粪发酵的水力滞留时间为21 d。料液总固体(TS)浓度为6.0%时,貂粪的产气潜力为345.7 mL/g TS,350.3 mL/g挥发性固体(VS)。[结论]貂粪是一种无需调碳氮比且产沼气潜力很高的发酵原料。     

温度对生物强化粪便污泥厌氧消化减量及产气特性的影响

以化粪池粪便污泥为对象,研究温度在25～45℃条件下,分别投加0.01%的有效微生物(EM)和多功能复合微生物制剂(MCMP)对粪便污泥厌氧消化减量及产气特性的影响。结果表明,温度对EM和MCMP强化粪便污泥厌氧消化挥发性固体(VS)的减量有重要影响,分别投加0.01%的EM和MCMP的两试验组的VS的去除率均表现为35℃时最好,45℃时次之,25℃时最差,且各处理间的差异均达到极显著水平(P<0.01)。经过20d反应,35℃时,投加0.01%EM的处理(E-T35)的VS去除率为39.04%,分别比25℃(E-T25)和45℃(E-T45)时高21.57%和6.90%;投加0.01%MCMP的处理(M-T35)的VS去除率为42.04%,分别比25℃(M-T25)和45℃(M-T45)时高20.16%和8.59%。至20d反应结束,两试验组各处理累积产气量大小分别表现为E-T35(14220mL.L-1)>E-T45(11819mL.L-1)>E-T25(7607mL.L-1)、M-T35(17695mL.L-1)>M-T45(9065mL.L-1)>M-T25(7430mL.L-1)。由此可见,EM和MCMP强化粪便垃圾厌氧消化减量并同时提高沼气产量的较佳温度为35℃。     

蓝藻泥干发酵潜力研究

探讨藻泥干式发酵资源化利用的潜力。以太湖脱水藻泥为原料,进行干式厌氧发酵产沼气试验,分析蓝藻干式发酵的可行性。结果表明,接种物与蓝藻体积比为3∶7时,在恒定温度为35℃的发酵环境中发酵42d,蓝藻TS产气潜力为352.31mL/g,VS产气潜力为381.59mL/g,产气高峰时沼气中甲烷的含量为67.25%,蓝藻TS利用率为50.15%,VS利用率为52.39%,TOC利用率为53.86%。蓝藻泥可以作为发酵原料直接进行干式发酵。     

花生壳厌氧发酵制取沼气的试验研究

以花生壳为原料,采用厌氧发酵工艺,对其沼气发酵潜力进行了研究.结果表明,花生壳沼气发酵潜力达0.323 m3·kg-1.采用正交试验方法对花生壳沼气发酵的工艺参数优化配置进行了研究.结果表明,发酵温度、发酵料液总固体含量、接种量、pH值对其发酵结果均有不同程度影响,其中发酵温度对沼气产量和甲烷产量有显著影响,总固体含量对沼气产量有显著影响.最优的工艺条件为:发酵温度35℃,总固体含量20%,接种量(质量比)1∶1,pH值7.5.按一定比例分别添加牛粪和猪粪后对发酵效果有不同程度的影响,添加牛粪能缩短发酵周期,添加猪粪能明显提高产气潜力并缩短发酵周期.     

温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响

[目的]研究温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响。[方法]以标准户用沼气池和红泥沼气袋为研究对象,对比研究了温度对两个厌氧发酵沼气池产气性能的影响。[结果]沼气产生和产气率高低与温度密切相关。临安地区,标准户用沼气池稳定产气的气温阈值约为4.0℃(沼气池内温度在7.0℃以上),而红泥沼气袋稳定产气所需的气温阈值为7.0℃(沼气袋内温度在14.7℃以上)。[结论]该研究为临安地区冬季适时采取保温或增温措施以提高户用厌氧发酵沼气池的产气效率提供了一定的科学参考。     

沼液预处理对蔬菜秸秆厌氧消化性能的影响

为探究不同沼液预处理时间对蔬菜秸秆厌氧消化产甲烷特性的影响，以黄瓜、番茄、茄子和辣椒4种蔬菜秸秆为原料，用猪粪沼液在（35.0±0.5） ℃分别处理3、5、7和9 d后进行中温批式厌氧消化试验。结果表明，预处理时间对蔬菜秸秆木质纤维素降解效果及其厌氧消化性能均有较大影响。随着预处理时间的延长，各蔬菜秸秆中纤维素和半纤维素的降解率逐渐提高（1.53%～24.47%和2.11%～52.48%），但木质素难以降解。不同蔬菜秸秆的最佳预处理时间不同，番茄秸秆和辣椒秸秆的最佳预处理时间均为5 d，最大累积甲烷产量分别为147.95和99.17 mL·g^-1，较未处理分别提升36.52%和26.33%；黄瓜和茄子秸秆的最佳预处理时间均为7 d，最大累积甲烷产量分别为152.42和129.84 mL·g^-1，较未处理分别提升38.00%和27.42%。同时，沼液预处理能够缩短蔬菜秸秆的厌氧消化周期（T₉₀缩短了3～8 d）。整体上，沼液处理后4种蔬菜秸秆的产甲烷性能从大到小依次为：黄瓜秸秆>番茄秸秆>茄子秸秆>辣椒秸秆。综上所述，猪粪沼液作为预处理剂可以有效提高蔬菜秸秆的厌氧消化性能，且最佳预处理时间为5～7 d。     

不同预处理方法对麦秆厌氧消化产气特性的影响

【目的】探索不同的生物和化学预处理方法对麦秆厌氧发酵产气的影响,为提高麦秆能源转化率提供依据。【方法】采用自行设计的可控恒温发酵装置,以经生物（复合菌剂、糖酵酶、沼液）和化学（NaOH（添加量为60 g/kg）和氨水(20 mL/L)）方法预处理过的麦秆和未处理麦秆（CK）为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体（TS）质量分数为8%的条件下进行批次厌氧发酵（35 ℃）,分析复合菌剂、糖酵酶、沼液、NaOH和氨水对麦秆厌氧发酵产气量、甲烷含量和pH值变化的影响,并对其产气指标（干物质产气率、挥发性干物质（VS）产气率和甲烷平均含量）进行比较。【结果】各预处理方法均可明显提高麦秆的日产气量峰值,并可提早产气高峰的出现时间。各处理总产气量的高低顺序为：NaOH＞复合菌剂＞糖酵酶＞沼液＞氨水＞CK;与CK相比,不同生物和化学预处理方法可提高麦秆产气量5.85%～48.16%,提高甲烷平均含量15.06%～39.47%。经NaOH预处理的麦秆发酵后总产气量为12 620 mL,比CK提高了48.16%;甲烷平均含量为46.8%,比CK高出39.47%。随着发酵时间的延长,所有处理pH均呈先下降后升高直至趋于稳定的变化趋势。经NaOH处理的麦秆发酵后TS、VS产气率显著高于其他处理(P＜0.05)。【结论】用NaOH（添加量为60 g/kg）对麦秆进行预处理后在35 ℃下厌氧发酵,可以有效提高麦秆的产气量。