3种添加剂对牛粪厌氧发酵的影响

在以牛粪为原料的厌氧发酵过程中,向厌氧生物反应器中分别添加FeSO4.7H2O、皂土、活性炭,研究它们对牛粪厌氧发酵产气特性的影响。试验结果表明:添加FeSO4.7H2O、皂土、活性炭均能促进牛粪的厌氧发酵,与对照组相比,产气量分别提高了11.8%、20.4%、8.8%。     

接种量对牛粪分离液厌氧发酵特性影响

利用研制的螺旋挤压分离机对稀释的牛粪进行分离,在中温(35±2)℃条件下,对分离液按照不同接种量(占发酵有效容积体积百分数为10%、20%、30%、40%、50%)进行厌氧发酵试验,发酵周期为20 d,以VS(Volatile solid)产气率、COD(Chemical Oxygen Demand)去除率为考察指标,...     

牛粪与玉米秸秆不同配比厌氧发酵的产气性能

【目的】研究牛粪与玉米秸秆不同配比混合厌氧发酵的产气性能,为提高厌氧发酵产气效率提供依据。【方法】采用自制的1 L厌氧反应器,以牛粪和玉米秸秆为发酵原料,设置牛粪与玉米秸秆干物质质量比分别为10∶0(对照), 8∶2,6∶4,4∶6,2∶8和0∶10共6个处理,在物料总干物质质量分数8%、发酵温度(35±1)℃条件下进行厌氧发酵产气试验,分析不同产气指标的变化规律。【结果】在产气方面,牛粪与玉米秸秆按不同比例混合厌氧发酵的4个处理日产气量变化趋势为先快速升高后平稳下降,发酵第2～3天达到产气峰值,较对照提前2～3 d;当牛粪与玉米秸秆的干物质质量比为2∶8时,累积产气量、甲烷总产量及挥发性固体产甲烷量均高于其他处理,分别达13 061.7 mL、6 911.4 mL和0.170 L/g,较单一牛粪发酵处理(对照)分别提高52.47%,41.48%和34.92%。在发酵系统稳定性方面,牛粪与玉米秸秆不同比例混合厌氧发酵的4个处理均在发酵第5天pH值达到最低,挥发性脂肪酸质量浓度达到最高,较对照提前2 d达到极值;发酵5 d时,牛粪与玉米秸秆干物质质量比为2∶8的处理pH值低于其他处理,为5.75,较对照降低了7.70%;挥发性脂肪酸质量浓度高于其他处理,为1 675.6 mg/L,较对照提高了59.04%。【结论】牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气效果优于单一原料发酵,且二者干物质质量比为2∶8时厌氧发酵具有较好的产气特性和发酵潜力。     

20～30 ℃牛粪厌氧发酵产气特性的试验

采用二次旋转回归实验设计系统研究20～30℃牛粪厌氧发酵的特性,得到一定条件变化范围内产气率的变化规律,建立了反映实际的回归模型。     

醋酸预处理对牛粪与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的影响

为了探究醋酸预处理提高厌氧发酵产气量的原因,研究用醋酸预处理水稻秸秆,之后将预处理后的水稻与牛粪混合进行厌氧发酵,测定发酵初始环境和发酵过程中纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA 含量、pH 及日产气量,并且对其发酵过程中的稳定性系数进行分析。结果表明,水稻秸秆在 4%的醋酸浓度下预处理 4 d 处理组的总沼气产量最高为 11 605 mL,且显著高于未经预处理总沼气量 6 450 mL（P<0.01）,且该处理的日产气量的峰值提高和出现的时间提前;厌氧发酵的初始环境、过程环境、环境稳定性以及他们之间的相互作用关系受醋酸预处理影响;醋酸预处理提高总沼气产量的主要原因是,醋酸预处理使厌氧发酵初始环境和过程环境更加协调,使发酵系统更加稳定。研究表明,醋酸预处理能够显著提高沼气产量,为醋酸预处理技术提供一定的参考。     

微量金属元素添加频率对牛粪厌氧发酵特性的影响

为研究微量金属元素对牛粪厌氧发酵特性的影响,每隔1,3,5,7d向牛粪厌氧发酵液中添加Fe、Co、Ni元素。结果表明,7d添加1次微量金属元素的发酵组效果最佳,产气率和总产气量最高,COD去除率最高;每1d添加1次的挥发性有机酸(VFA)和产气量都最低,分析认为微量金属元素添加频率过高会破坏反应器内的营养平衡。     

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。     

光照强度对猪粪、牛粪厌氧发酵影响研究

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、24 h 4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12 h光照条件下的累积产气量分别是0 h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,0 h光照条件下（黑暗）猪粪的累积产气量为8 136 mL,牛粪的累积产气量为3 282.5 mL;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。

     

不同外源添加物对牛粪厌氧发酵的影响

为探索不同外源添加物对牛粪厌氧发酵的影响,在以牛粪为原料的厌氧发酵过程中,向厌氧生物反应器中分别添加尿素、草木灰和铁粉,研究在(20±1)℃条件下各添加物对厌氧发酵产沼气的影响,分析厌氧发酵过程中日产气量、累积产气量、pH、氨态氮质量浓度及碱度的变化。结果表明,在牛粪中添加5g草木灰的累积产气量及产气速率最大,3种添加物对牛粪累积产气量的影响强弱顺序为草木灰>铁粉>尿素;添加3种添加物后pH波动较小,都在适宜范围内;氨态氮质量浓度除草木灰组有所升高外,其他两组均降低;碱度的变化中,尿素组升高,草木灰和铁粉组的波动较小且比较稳定。     

含水量对牛粪和玉米秸秆干式厌氧发酵的影响

探讨了不同含水量对牛粪和玉米秸秆干式厌氧发酵过程中启动时间、产气周期和累积产气量的影响.研究表明:含水量为60%、70%和80%情况下牛粪和玉米秸秆均可进行厌氧发酵,且与含水量为90%的传统湿式发酵相比,干式发酵的启动时间较早,最多可提前9 d;产气周期较长,最多可延长7 d;累积产气量较高,最高可提高23%.在不同含水量的干式发酵过程中,含水量60%的发酵试验启动最早,产气周期最长,含水量为70%的发酵试验累积产气量最高.     

玉米秸秆与牛粪袋装堆肥的发酵技术研究

为探索袋装堆肥发酵的最佳技术参数,选用玉米秸秆与牛粪为材料,以C/N、发酵菌剂和含水量3因素进行正交试验。结果表明:1)综合考察各项指标,以C/N为35～40∶1、VT-1000为发酵菌剂和含水量为55%～65%的组合(A3B2D3)对玉米秸秆与牛粪袋装堆肥发酵的效果最佳。2)堆肥发酵结束后的有机质含量略有下降,但全磷和全钾含量均有所上升,堆肥毒性降低,腐熟度达到要求。结论:对秸秆与牛粪等废弃物采用袋装堆肥发酵能达到无害化处理的目的,实现废弃物的资源化利用。     

猪粪、牛粪、羊粪沼气发酵比较试验

本试验在相同发酵浓度、同等体积及相同温度的条件下,比较羊粪、牛粪、猪粪三种物料的沼气发酵,通过对比三者气体中的CH4含量、H2S含量、PH值等发酵参数,探索在沼气发酵过程中各种参数的变化情况,对比试验表明猪粪在厌氧发酵过程中易发生酸化,而羊粪、牛粪(尤其是羊粪)则不易发生酸化,基本上不影响产气量。在保持相同发酵浓度、同等温度的条件下,发酵气体中CH4含量的大小顺序为牛粪>羊粪>猪粪,但H2S含量顺序为猪粪>牛粪>羊粪,牛粪、羊粪H2S含量相近,而猪粪则比它们高3倍左右。猪粪的发酵液最臭、颜色最深,其次为牛粪,羊粪较弱。     

不同发酵辅料下牛粪腐解过程温度和养分的变化规律

为明确不同辅料对牛粪堆腐进程及养分转化的影响,向牛粪和秸秆的混合物料中分别添加尿素、油渣、豆饼和两种发酵剂进行堆肥发酵试验,监测发酵过程中堆体的温度,分析堆肥的酸度和氮、磷等养分的变化规律。结果表明:在堆肥过程中,发酵剂能够提高牛粪的堆腐温度,使堆体快速进入高温阶段,延长高温持续时间。随着堆肥的进行,产物的全氮含量增加,添加发酵剂尤其是自制的发酵剂,使氮素含量更高;降低了堆肥后期产物NH+4-N/NO-3-N的比值,使堆肥在第21 d达到腐熟标准(NH+4-N/NO-3-N≤0.5)。添加发酵剂还促进堆肥后期无机磷向有机磷转化,提高了有机磷/无机磷的比值。从保氮和腐熟综合考虑,添加不同辅料对牛粪的腐熟效果为自制发酵剂商品发酵剂豆饼油渣尿素。     

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。     

不同温度对畜禽粪便厌氧发酵的影响

针对猪、鸡、牛3种粪便以及35℃、25℃和常温3种温度条件,研究了不同温度对不同粪便厌氧发酵过程的pH值、产沼气性能、上清液COD及NH+4-N的影响.通过以上试验,确定了各种粪便厌氧发酵的适宜温度及各温度下的沼气产气潜力,为提高猪粪、鸡粪和牛粪便厌氧发酵性能及沼气产量提供了重要参数,对畜禽粪便的有效处理具有一定的指导意义.     

粒度对高木质纤维素厌氧发酵产气特性的影响

[目的]探讨奶牛粪便厌氧发酵的最佳粒度.[方法]采用可控恒温厌氧发酵装置,研究不同粒度下奶牛粪便的厌氧发酵情况.[结果]粒度对奶牛粪便厌氧发酵各指标影响是明显的,60目和80目的奶牛粪便在厌氧发酵过程中累积产气量、TS产气率及原料转化率、VS去除率和木质纤维素降解率明显高20目和40目,60目和80目的TS产气率及原料转化率没有明显差别,意味着并不是粒度越小越有利于厌氧发酵原料的转化.[结论]对于奶牛粪便厌氧发酵,60目是最佳的粒度.     

EM菌剂在牛粪堆肥中的应用

利用牛粪和稻草为原料进行堆肥试验,对堆肥过程中的温度、含水率、pH值、种子发芽指数等指标进行分析,结果表明:堆肥初期堆体升温迅速,50℃以上高温持续时间累计超过16 d;接种EM菌比CK提前1~4 d达到高温期,并且维持时间长。堆肥pH值先升后降,20 d后pH值稳定在8.0左右;含水率持续下降,最终稳定在50%~55%;25 d后添加1.2 mL/kg菌剂的堆肥达到腐熟,种子发芽指数为86.1%。这表明向堆肥中接入一定量的EM菌剂,可加快堆肥腐熟,缩短堆肥周期,对优化堆肥工艺具有重要的意义。