厌氧菌群TC-5生物强化秸秆猪粪混合发酵过程的研究

厌氧消化过程是通过多种不同功能的微生物协同交互作用将有机废弃物转化成生物能源甲烷,对厌氧发酵系统中微生物种类和功能进行调控是提高厌氧发酵过程效率的重要途径.该研究基于生物菌群强化技术研究了添加厌氧微生物菌群TC-5对半连续秸秆/猪粪发酵体系产甲烷过程和微生物组成的影响.实验结果表明:添加生物强化菌剂TC-5能够提高日产...     

水压式沼气池自动循环搅拌工艺研究

根据微生物生长基本规律,搅拌能增进厌氧微生物与发酵底物的传质速度,增进厌氧微生物自身复状与富集,提高其生物活性。在沼气厌氧微生物发酵中还能促进气体产物的溢出,提高产气率和原料利率用。在沼气发酵中由于粪便、秸杆等有机底物与水的比重大不相同,要产生浮壳与沉渣,形成料液分层发酵。浮壳内水分少,微生物活性低,使     

有机固体废弃物干法厌氧发酵技术

<正>发酵是借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动制备微生物菌体本身,或其直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵有好氧发酵和厌氧发酵之分,好氧发酵是利用需氧微生物进行的发酵生产,其特点是在发酵过程中需不断供给氧气(或空气),以满足微生物呼吸代谢;厌氧发酵是指在隔绝氧气的情况下,通过细菌作用进行生物质的分解。     

推广

1发酵乳制品生产技术发酵乳制品种类多、营养全面、风味独特、比牛乳更容易被人体吸收利用。具有抑制肠道内腐败菌的生长繁殖、促进胃肠蠕动和胃液分泌、克服乳糖不耐症、提高人体免疫力等功效。上世纪八十年代以来,发酵乳制品在我国北京以及东北地区的大中城市开始生产,并且     

生物强化技术在车库式干发酵中的应用效果中试

为阐释微生物强化菌剂对厌氧干发酵的影响,该文以水稻秸秆和猪粪为发酵原料,采用新型柔性顶膜车库式干发酵装置,在环境温度为26℃~35℃及发酵底物TS为20%的条件下,研究微生物强化作用下水稻秸秆和猪粪混合厌氧干发酵产气特性。结果表明:微生物强化菌剂可以明显缩短厌氧干发酵的启动时间,产气中甲烷含量达到30%和50%的时间比对照组分别提前了7 d和8 d。发酵周期内,试验库累积产气量达1340 m3,比对照组提高了20.5%,累积甲烷产量亦比对照组提高了45%,增产效益显著,适合推广使用。     

推荐《沼气发酵微生物学》

浙江科技出版社即将出版的《沼气发酵微生物学》是浙江农业大学钱泽澍教授的专著。钱教授长期从事沼气发酵微生物的研究工作,曾于1981—1982年在美国合作研究期间,从带去的我国沼气池污泥中分离出并确定了菌株名称的两种产甲烷细菌。《沼气发酵微生物学》一书收集了最近十年来沼气发酵微生物的资料,较全面系统地阐     

复合菌剂启动餐厨垃圾推流工艺(PFR)堆肥化过程中的微生物群落动态解析

好氧堆肥是我国餐厨垃圾资源化的主要方法,微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对其启动微生物及不同工艺单元微生物群落结构的研究较少。通过对比有无菌种启动发酵体系,并分析各工艺单元的微生物多样性与群落结构,为改进餐厨垃圾资源化处理技术、提高资源利用效率提供科学依据。该研究采集中源创能餐厨垃圾处理厂的各个工艺单元及出料样品,以无菌系发酵为对照,采用Miseq高通量测序技术,研究启动菌剂对各工艺单元菌群组成、丰度、优势菌群的影响。结果表明:1、餐厨底物经复合菌种发酵后微生物多样性在不断增加(香农指数各个单元的变化规律为2.69—2.81—3.39),而无菌系启动的发酵体系微生物多样性并无显著增加,且杂乱无规律。2、主成分分析表明复合菌系启动下,前两个仓的样品聚类到了一起,说明发酵体系需要一个短暂的适应期。3、在门水平上,复合菌种发酵体系中Firmicutes(厚壁菌门)始终占优势地位,其次是变形菌门,而无菌种发酵体系中Proteobacteria(变形菌门)为优势菌门,Firmicutes(厚壁菌门)次之,在属水平上,复合菌种发酵体系的优势菌属为Lactobacillus(乳杆菌)和Exiguobacterium(微小杆菌),而无菌种发酵体系的优势菌属为Ignatzschineria(依格纳季氏菌属)和Lactobacillus(乳杆菌)。4、经过KEGG功能注释后发现两体系均由碳水化合物运输代谢和氨基酸转运代谢占主导,系相同的餐厨底物所致。该研究明确了典型复合菌剂启动下的餐厨垃圾好氧堆肥处理工艺单元的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。     

玉米秸秆厌氧发酵过程中添加氮素对微生物群落和沼气产量的影响

厌氧发酵是在多种微生物共同作用下完成的,发酵体系中氮浓度对微生物群落和沼气产量有重要的影响,为明确沼气发酵过程中氮素添加对微生物和产气量的作用,文章以玉米秸秆为原料,发酵体系20 L,TS为8%,添加1 g·L~(-1)尿素作为处理、不添加氮素作为对照,进行半连续进料的沼气发酵试验。利用16SrRNAgene测序和宏基因组学分析发酵料液中微生物多样性和关键功能基因丰度的变化。结果显示,处理的产气高峰提前,发酵周期缩短,发酵前10 d,20 d,30 d甲烷累积产量分别为64943 mL,137048 mL和199459 mL,显著高于对照。处理体系中梭菌属(Clostridium),甲烷袋状菌属(Methanoculleus),Sphaerochaeta和Ruminofilibacter等菌属丰度在产气高峰时期提升,在能量代谢中与甲烷代谢相关的基因的丰度提升。在玉米秸秆沼气发酵体系中,添加氮素通过提高沼气发酵功能菌株和甲烷代谢相关基因的丰度从而缩短发酵周期并提高沼气产量。     

溢流式小型高效家用沼气池的研究

为了提高农村家用沼气池产气率,人们正致力于小型高效、管理方便的沼气池型及发酵工艺研制。影响沼气池产气率的因素很多,归纳起来,主要有三个方面,即参与发酵的沼气微生物、发酵温度及发酵原料。关于沼气微生物,对农村家用沼气池来说,除新建池第一     

浅析DCS在发酵过程控制中的应用

发酵过程是涉及微生物细胞生长代谢的复杂过程,现已成为生物技术的一个重要分支,广泛应用于工农业生产和卫生保健行业.微生物发酵过程是一个动态过程,具有高度的非线性和时变性,关键变量如生物质浓度和产物质浓度不可在线测量,使发酵过程控制问题变得很复杂.准确、自动地控制发酵过程是在最适的状态减少生产成本、增加产量、提高产品质量.     

组合式沼液沼渣固液分离装置设计

利用畜禽养殖粪污厌氧发酵生产生物燃气已经成为规模化养殖场解决环境问题和获得生物能源的重要途径。厌氧发酵产生的沼液合理利用是沼气工程面对的难题之一,从沼液和沼渣分离利用实现减量化、资源化的目的出发,设计了一种适合沼液和沼渣固液分离的组合式固液分离装置,为采用工程手段处理沼液沼渣提供了参考。      

可折展管道蠕动并联机构设计与运动仿真

为探索管道蠕动机构及其移动方式,设计一种具有折展能力的3-URU管道蠕动并联机构。该机构支链运动副R与U的空间位置关系能等效成Sarrus结构,可实现并联机构的折展,对折展原理和折展干涉进行分析,求得该机构折展比,并通过仿真验证其折展效果。应用螺旋理论计算该机构自由度,求解位置正解方程,并通过蒙特卡洛法求得该机构的工作空间。在管道内对机构进行蠕动步态规划,并利用ADAMS软件进行管道内的蠕动步态验证,得到两平台位移曲线和支链转角变化曲线。研究表明,该并联机构可实现管道内的蠕动,且折叠后体积较小。     

畜禽粪便固液分离机技术参数的优化设计与分析

主要研究一种适用于猪场的新型粪便固液分离设备,通过对粪便进行固液分离,以便于缩短发酵时间,从而有效降低其中有害物质的排放。采用双螺旋变径螺旋挤压方式,配置不锈钢筛网,解决了因离心方式分离造成的固体分离率低的问题,有力地解决了粪便对环境造成的污染,对于畜牧业的发展起到了推动作用。利用Design Expert软件分析,获得物料含水率、配重位置、主轴转速之间交互作用及对生产率和出料含水率的影响。     

沼气发酵罐恒温系统设计

针对宁夏气温及出租车用气的需求,利用产气-产热-恒温-产气过程模型,设计了沼气发酵罐恒温系统。秸秆发酵产生沼气,沼气加压成天然气用于出租车用气,取部分沼气燃烧生成热量用于预热发酵料液,减少循环水管道散热损失、发酵罐散热损失。并和国内外大中型沼气工程中常用的热水循环加热法作对比。结果表明:沼气发酵罐恒温系统（罐外预热发酵料液的方法）,减少沼气及其他能源的使用,所需的沼气用量是总产气量的15.3%。      

基于改进入侵杂草算法优化的PID生物质废弃物发酵热能控制模式

生物质废弃物发酵系统是一个大时滞系统，针对生物质发酵系统中的热能控制存在波动大、振荡多和超调大的问题，提出基于改进入侵杂草算法优化的PID生物质废弃物发酵热能控制方法，运用改进入侵杂草算法对PID控制器的参数进行在线调整。算例仿真表明，所提方法能够快速、稳定且高精度地实现对生物质废弃物发酵系统的热能控制，为沼气制取提供了稳定的热能环境，实现了沼气的稳定供应。      

秸秆类原料与粪便按比例混合发酵产沼气试验

以秸秆为主要原料发酵产沼气,既能缓解甘肃省秦安县户用沼气池粪便原料短缺的问题,也是解决农村能源问题和秸秆资源综合利用的一种重要途径。为了探索出秸秆类原料与粪便混合进行发酵产沼气的有关规律,项目组在剪湾村开展单因素试验研究,利用归纳总结的方法,综合对比试验数据,掌握秸秆类原料与粪便混合发酵产沼气的最佳比例,为秦安县沼气事业的发展提供科学依据。      

甜高粱茎汁酒精分批发酵动力学研究

对南阳酵母NY-07017甜高粱茎汁酒精分批发酵动力学进行了研究.菌体生物量测定采用干重法,酒精产量测定采用国标蒸馏方法,残总糖浓度测定采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法.模型的建立引用经验模型,模型参数求解方法是根据试验数据,通过一元非线性回归对试验结果建立逻辑斯蒂方程,与经验模型联立,以矩阵线性方程求解.通过比较试验值与模型计算值,确定拟合程度.结果表明,模型拟合良好,所建模型较好地反映了甜高粱茎汁酒精分批发酵过程及其动力学机制.     

基于电子鼻和高斯过程的秸秆固态发酵过程监测技术

基于电子鼻监控数据,建立基于高斯过程的状态监控分类器,实现对秸秆饲料固态发酵过程的有效监测。秸秆饲料固态发酵过程实验周期为7 d,每隔24 h利用电子鼻系统对发酵气体监测数据进行采集。该发酵实验共分20批次,其中10批次实验数据用来训练高斯过程分类器,其余10批次实验数据用来测试所训练分类器的性能。实验结果表明所采用电子鼻系统可以对秸秆饲料固态发酵过程状态进行有效监控。将所训练高斯过程分类器与支持向量机、神经网络分类器进行比较表明,基于高斯过程分类器的正确率为100%,高于基于支持向量机、神经网络分类器的正确率85.71%、94.29%,能够更好地实现对秸秆饲料固态发酵过程的监测。     

自由活塞内燃发电机稳定运行参数耦合分析

针对自由活塞内燃发电机较难实现稳定运行的问题,对自由活塞内燃发电机工作过程活塞受力状况进行了分析,结果表明其工作过程可以看成是单自由度有阻尼强迫振动系统。结合工作过程中的能量守恒原理,分析了自由活塞内燃发电机稳定运行过程中结构参数与性能参数之间的耦合关系,通过等效计算,获得了自由活塞内燃发电机稳定工作所需要的匹配参数。并以一样机为例,对分析结果进行了仿真验证,结果表明通过等效计算所确定的匹配参数能够近似实现稳定运行,验证了分析的正确性。     

串并联数控机床伺服系统运动学耦合特性研究

为分析串并联机构运动学耦合问题,提出了一种串并联机构的运动学正、逆解耦分析方法,分析了3-PTT串并联机床伺服进给系统加工过程中运动学耦合机理,建立了耦合模型。针对串并联机构虎克铰结构和运动特性,采用位姿解耦的方法进行分析。在此基础上,以加工螺旋线轨迹为仿真实例,应用ADAMS和Matlab对模型进行联合仿真分析。仿真及试验结果表明：3-PTT串并联数控机床伺服进给系统加工过程中运动速度快且耦合误差小,运动轨迹符合运动学规律,可较好地反映运动耦合状态。该研究过程实现了3-PTT串并联机构运动学解耦。