汽爆预处理对废弃烤后烟叶产甲烷潜力的影响

为资源化利用涉烟有机废弃物,以废弃烤后烟叶为底物进行了中温厌氧发酵实验,通过对比研究蒸汽爆破预处理及5种汽爆条件对烤后烟叶产甲烷潜力的影响,探讨汽爆在烤后烟叶厌氧发酵中应用的可行性。结果表明:未处理烤后烟叶L0的生化产甲烷潜力值高于绝大多数木质纤维素类废弃物,达到了252.7 mL·g~(-1)VS,且产气周期短,是优良的发酵原料;烤后烟叶在汽爆过程中发生固液组分分离,液体糖难以完全回收进而影响产气。与L0相比,汽爆后烟叶的生化产甲烷潜力均有下降,L1～L5分别降低了11.6%、23.0%、24.0%、22.4%及26.3%。对于烤后烟叶,尽管汽爆预处理能打开物料结构,但也会导致液体糖分大量流失,甲烷产量下降。综合考虑产品价值和处理能耗等因素,在实际应用中直接将烤后烟叶进行厌氧发酵是更优的选择。     

冻干预处理对烤后废弃烟叶产甲烷潜力的影响

为探究冷冻真空干燥预处理对烤后废弃烟叶产甲烷潜力的影响,实现烤后废弃烟叶的资源化利用,促进碳中和背景下烟草行业绿色清洁生产体系的发展,对烤后废弃烟叶分别进行0、1、3、5、10 h冷冻真空干燥预处理（L1~L5）,比较了预处理前后烤后废弃烟叶表面微观结构、木质纤维素结构、总糖含量、烟碱含量等的变化,并对烤后废弃烟叶进行了产甲烷潜力（BMP）测试分析。结果显示：未预处理（L0）与L1~L5处理烤后废弃烟叶BMP值（以单位质量挥发性固体在厌氧条件下的产甲烷量表示）分别为200.74、208.64、220.98、224.28、211.11、209.30 mL · g^-1,预处理较未预处理BMP分别增加了3.94%、10.08%、11.73%、5.16%及4.26%。经冷冻真空干燥预处理后,烟叶表面呈现褶皱和卷曲,产生疏松多孔的物理结构,有效增大了微生物接触面积。但长时间的真空干燥除了较大程度增加预处理能耗,还会造成烟叶有机成分的损失。因此,基于预处理能耗成本和甲烷产量效益的综合考虑,应控制冻干时长,进一步优化预处理工艺。     

三种湿地植物厌氧发酵产甲烷特性及产物稳定性研究

为研究湿地植物能源化利用潜力,采用全自动甲烷潜力测试系统对不同温度下三种湿地植物厌氧发酵产甲烷特性进行评价,并对产甲烷过程及发酵产物稳定性进行模拟和分析。结果表明:在30 d发酵周期内,中温(37℃)下三种湿地植物巨菌草、狐尾藻和水葫芦累积甲烷产量分别达166.5、159.4、236.9 m L·g~(-1)VS,分别比常温(25℃)提高了29.6%、18.3%和39.9%(P0.01),且中温发酵产气速度更快,发酵周期更短,挥发性固体(VS)去除率更高;采用热重-示差扫描量热法(TG-DSC)对发酵产物稳定性进行分析,TG曲线呈现三个明显失重过程(100℃,250~350℃及400~600℃),全发酵周期总失重率逐渐降低,DSC曲线有两个明显的放热峰,低温区(300℃)放热强度逐渐降低,高温区(400~550℃)狐尾藻峰强度逐渐降低,巨菌草和水葫芦逐渐增加,且峰值右移,表明有机物逐步降解,发酵产物稳定性增加;采用Cheynoweth方程对巨菌草、狐尾藻和水葫芦中温发酵产气过程进行拟合,模型相关系数均大于0.95,产气预测值和实测值差异比分别为1.98%、0.82%和0.32%(P0.05)。研究表明厌氧发酵制甲烷是湿地植物资源化利用的有效途径,有利于解决人工湿地技术二次污染问题。     

牛粪和白菜尾菜混合厌氧发酵产甲烷潜能和动力学解析

厌氧发酵是利用畜禽粪污资源化的重要手段。然而,牛粪中木质纤维素含量高、难以降解,导致其厌氧发酵产气效率低,限制了在牛粪中的应用。为优化牛粪厌氧发酵性能,拓宽原料来源,在中温(37℃)下进行不同比例白菜尾菜与牛粪混合的批次试验(混合比例为100∶0、75∶25、50∶50、25∶75和0∶100)。结果表明,与白菜混合发酵可以提高牛粪的厌氧发酵性能。当白菜与牛粪混合比例为75∶25时,产甲烷潜能达到最大值(419 mL·g^-1)。此外,根据Gompertz模型的拟合结果,最佳混合比例下的累积甲烷产量、有效产甲烷时间和产甲烷速率均显著优于其他组。因此,白菜尾菜与牛粪混合厌氧发酵是实现较好产气效果的一种有效方法。     

TS质量分数对甜瓜茎叶厌氧发酵特性的影响

以甜瓜茎叶为厌氧发酵的试验原料,在(35±1)℃、沼气菌种的体积分数为30%的条件下,研究不同TS质量分数(60、80和100g/kg)对甜瓜茎叶单相批量厌氧发酵产沼气的影响。结果表明,总固体(TS)质量分数为60、80和100g/kg的料液日平均产气量分别为202.9、303.5和345.4mL/d,累积产气量随TS质量分数的升高而增大,分别为6 087.0、10 016.5和12 435.5mL。但三者的TS产气率、新鲜原料产气率、挥发性固体(VS)产气率均表现为80g/kg100g/kg60g/kg,TS降解率与此变化一致。CH4体积分数均是先增大而后维持在50%以上,峰值均在64%以上。     

零价铁对猪粪发酵产甲烷和磷转化的影响

为解决猪粪发酵沼液中有机物和磷对环境造成的污染问题,提高清洁能源的生产率,通过在厌氧发酵系统中投加零价铁,采用傅里叶红外光谱仪（Fourier transform infrared spectrometer,FTIR）、X射线衍射分析（X-ray diffraction,XRD）、高通量测序等技术分析厌氧发酵过程中产甲烷量、磷的分布与形态、酶活性以及微生物群落等变化,研究零价铁对猪粪厌氧发酵产甲烷和磷转化的影响。结果表明,零价铁富集了Clostridun_sensu_stricto_1、Terripotobacter和Syntrophomonas等酸化菌,促进了水解酶的活性,使蛋白酶和β-葡萄糖苷酶的活性分别提高了0.6倍和2.4倍,增强了系统的水解酸化能力。并且零价铁还富集了产甲烷菌Methanosaeta,使产甲烷菌活性增强,最终提高了产甲烷11.1%。另外,零价铁富集了Ruminofilibacter和WS6_Dojkabacteria等相关磷转化的微生物,使酸（碱）性磷酸酶的活性增强26.3%左右,促进了系统内有机磷向无机磷转化。同时,零价铁显著提高了系统中溶解性Fe²⁺的含量,促进了水溶性磷向Fe结合磷化物的转化,最终固定在蓝铁矿等沉淀物中,显著地降低沼液总磷浓度。研究结果为提高猪粪厌氧发酵产甲烷和磷的固定提供了技术参考。     

割手密种质资源的产能潜力评价

为探讨割手密作为能源植物的产能潜力,从纤维素、半纤维素、木质素、粗灰分和热值等方面对野外收集的割手密资源进行产能潜力评价.结果表明:30份割手密的纤维素和半纤维素总含量为41.75％～69.13％,木质素含量为2.16％～ 11.75％,粗灰分含量为4.79％～9.34％,热值为16.00～17.69 MJ/kg;与其他植物相比,割手密的纤维素和半纤维素含量较高,热值较大,木质素和粗灰分含量较低;从木质纤维素制燃料乙醇的角度出发,割手密作为能源植物进行开发具有很大的潜力;通过聚类将30份割手密种质分为高产能型、中等产能型、低产能型等3种类型.     

木质生物炭对厌氧发酵产甲烷性能的影响

为研究木质生物炭对厌氧发酵产甲烷性能的影响,以玉米秸秆、牛粪作为发酵底物,以灌木生物炭、杨木生物炭、混合木屑生物炭作为添加剂,通过控制生物炭的种类、粒径以及灰分含量等关键因素,进行了批式厌氧发酵强化试验.结果表明:生物炭对厌氧发酵系统有重要影响,且粒径越小,产气能力越强.其中,杨木生物炭对厌氧发酵系统影响最大,不仅提升...     

植物茎叶蛋白的提取和利用研究

本研究利用植物茎叶提取浓度蛋白的结果表明，植物茎叶提取的浓缩蛋白中的组蛋白含量达３２．４１～５２．９９％，为原茎叶粗蛋白含量的２２．４～７４．２％，据测定，氨基酸总量最高达５８．４６％，赖氨酸达６．２２％，超过ＦＡＯ的推荐量（４．２％），矿物质营养丰富，尤其是Ｆｅ，Ｍｎ，Ｚｎ含量较高，饲喂ＴＤ鸭用２～８％叶蛋白代替鱼粉或豆饼，饲养效果好，用４％叶蛋白饲喂ＡＡ肉鸡（雏鸡）成活率为１００％，总体重为６     

起始pH对秸秆与污泥混合发酵产氢产甲烷的影响

采用批式发酵试验,秸秆与污泥分别经碱预处理后混合作为发酵底物,在起始pH为4.0、5.5、7.0、8.5、10.0和11.5下两相厌氧发酵,探讨不同起始pH值对混合发酵产氢产甲烷的影响。试验结果显示,不同起始pH值的氢气产率间具有显著差异性。在起始pH5.5时,得到最大氢气产率32.0 mL·g-1-VS,产生的总能量为9.16 kJ·g-1-VS。在起始pH11.5时,产生的总能量最高,为9.36 kJ·g-1-VS。在产氢发酵阶段,微生物主要利用的是秸秆预处理后溶出的溶解性碳水化合物。两相厌氧发酵产氢产甲烷产生的能量,是单相厌氧发酵产甲烷产生能量的1.4~1.6倍。     

甜瓜茎叶不同部位及其与玉米秸秆混合物的厌氧发酵特性

【目的】研究甜瓜茎叶厌氧发酵的产气特性和潜力。【方法】在温度(35±1)℃、总固体含量为80g/kg、菌种比例30%条件下,分别以甜瓜茎、甜瓜叶和甜瓜整株茎叶及其与玉米秸秆的混合物为原料,进行批量厌氧消化试验,测定厌氧发酵过程中日产气量、累积产气量、甲烷体积分数以及TS产气率和VS产气率。【结果】甜瓜茎的TS产气率和累积产气量均最高,分别为297.6mL/g和10 618.5mL,甜瓜叶的TS产气率和累积产气量均最低,分别为235.8mL/g和8 427.5mL,甜瓜整株茎叶的TS产气率和累积产气量居中,分别为256.9mL/g和9 173mL。添加玉米秸秆使甜瓜叶和甜瓜整株茎叶的累积产气量分别增加了22.9%和13.9%,甜瓜茎的累积产气量减少了15%;使甜瓜茎、甜瓜叶、甜瓜整株茎叶的发酵时间分别延长了7,11,10d。【结论】甜瓜茎叶不同部位均具有良好的产气潜力,添加玉米秸秆提高了甜瓜叶和整株的TS产气率,降低了甜瓜茎的TS产气率。     

利用白腐菌生物预处理强化秸秆发酵产甲烷研究

白腐菌对农业固体废物秸秆中的木质素具有较强的降解能力。采用秸秆生物预处理强化产甲烷试验装置进行了白腐菌对秸杆生物预处理后发酵产甲烷试验。结果表明,经白腐菌预处理后,秸秆的结构受到破坏,木质素含量降低,从而大大缩短了厌氧发酵周期,提高了甲烷转化效率。室温下用白腐菌预处理20d、厌氧发酵15d,甲烷转化率为47.63%,继续发酵至30d,甲烷转化率高达58.74%;39℃的温度下预处理10d、发酵5d就可以达到53.3%的甲烷转化率。采用秸秆预处理液作为连续序批式预处理的菌源时,甲烷产量显著下降,预处理液一次转接甲烷转化率为22.6%,二次转接仅为12%,检测分析显示白腐菌难以在后续的批处理中保持优势。     

欧美根茎能源植物研究现状及其在我国北方的资源潜力

本文综述了欧美国家对多年生根茎能源植物的研究进展,分析了我国北方该类植物的资源现状和潜力,讨论了我国在根茎能源植物应研究的几个问题.欧美国家综合了生物质产量水平、水分和养分利用、生态影响和生产成本等因素,普遍认为多年生根茎木质纤维素植物是边际土地上最有潜力的能源植物,例如欧美20多年的筛选研究确定了柳枝稷(Panicum virgatum)、芒草(Miscanthus spp.)、草芦(Phalaris arundinacea)和芦竹(Arundo donax)是理想的能源植物种类.我国北方地区有丰富的根茎植物资源,如耐旱能力较强的芨芨草(Achnatherum splendens)、短柄鹅观草(Roegneria brevipes)、披碱草(Elymus dahuricus)、羊草(Leymus chinensis)和赖草(Leymus secalinus)等.我国应该利用干旱半干旱边际土地发展根茎能源植物.建议收集国内资源,引进国外资源,筛选适合我国北方边际土地栽培的植物种类,进而加强育种、水肥利用、生产技术和生态效应的研究.     

7 种湿地水生植物厌氧发酵产沼气试验

为了探索湿地水生植物厌氧发酵的可行性,以香蒲、香菇草、再力花、菖蒲、美人蕉、紫芋、梭鱼草为发酵原料,在中温(37℃)条件下,进行批量发酵试验。结果显示:这7种水生植物产气率分别为513.23、539.09、577.96、508.95、555.05、629.41、473.09mL/g(VS),说明水生植物是较好的发酵原料。通过对7种水生植物的产气性能进行分析,得出原料的水解酸化是影响水生植物产气率的主要因素。木质纤维素对厌氧产沼气的影响在本试验表现为:木质素与厌氧生物产沼气潜力(ABP)之间的相关性(R2=0.067,P>0.05)很微弱,而半纤维素与ABP之间有一定的相关性(R2=0.610,P<0.05)。     

黄孢原毛平革菌后处理深度提升醋糟产甲烷潜力

木质素的脱除是醋糟厌氧消化性能提升的关键。以厌氧发酵后的醋糟为底物,利用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)后处理醋糟脱除木质素的方式,深度提升其产甲烷潜力,并考查不同后处理条件(接种量和后处理时间)下醋糟的降解情况和产甲烷潜力。实验结果表明:加大接种量和延长后处理时间可以促进P.chrysosporium木质纤维素酶的分泌,从而获得更佳的底物降解效果。当接种量为9块、后处理时间为16 d时(实验组T9-16),醋糟的降解效果最佳,总固体和挥发性固体的降解率分别为8.96%和9.91%,纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为7.84%、23.72%和11.84%。进一步的产甲烷潜力实验结果表明,P.chrysosporium后处理有效提高了醋糟的可生物降解性。接种量为6块、后处理时间为16 d的实验组(T6-16)产气最佳,单位质量底物(以挥发性固体计)甲烷产气量达到了246.8 mL·g^-1,是对照组(醋糟未进行后处理)的2.82倍。本研究证实了P.chrysosporium后处理提升醋糟厌氧消化产甲烷潜力的可行性。     

接种比对猪粪中温条件产甲烷潜力的影响

为探究不同接种比对猪粪中温产甲烷潜力(BMP)的影响,在(35.0±0.5)℃和3%初始挥发性固体(VS)浓度条件下分别按照猪粪与接种液比例为1∶2、1∶1和2∶1的接种比开展猪粪中温BMP实验,实验期间对各反应瓶的日甲烷产生量和发酵液上清液的pH、氨氮、总氮、葡萄糖等理化指标进行连续监测,并在反应结束后对不同接种比实验体系的微生物群落进行16SV4测序。各处理组甲烷产生量均为标准状况(1个标准大气压,0℃)体积。结果表明：累积甲烷产量和最大日甲烷产生量都与猪粪接种比呈显著正相关关系(P<0.05),但不同接种比例下猪粪BMP(以VS计)无显著差异(P>0.05)。在1∶2、1∶1和2∶1三种接种比例下猪粪的BMP分别为(252.05±5.12)、(250.07±16.57)mL·g^-1和(249.65±13.69)mL·g^-1,其均值为(250.59±1.28)mL·g^-1;在微生物群落中,厚壁菌门、拟杆菌门与Cloacimonadota是猪粪厌氧消化系统中相对丰度最高的三类细菌,Halobacterota...     

加工花生茎叶日收千元

广西兴业县大平山镇上阳村村民吴先雄,把别人收获花生后丢弃的花生茎叶加工成粉,出售给养殖场做饲料,每天纯收入1000多元。吴先雄见到农民收获花生后丢弃很多茎叶,觉得很可惜,经咨询专家,得知花生茎叶富含植物蛋白质、碳水化合物、矿物质、纤维素、维生素、天然叶绿素和微量元素,加工成粉后,是草食动物如鹅、鸡、兔、羊、牛的上好饲     

有机硅预处理对水稻秸秆表面结构及其产甲烷潜力的影响

为提高农作物秸秆的利用率,采用单因素试验研究1%有机硅(表面活性剂)浸泡处理对长度为1mm、5mm和20mm水稻秸秆产甲烷潜力(BMP)和表面结构的影响。结果表明:经有机硅预处理后,1mm、5mm和20mm水稻秸秆的BMP较同长度未经处理的分别提高53.00%、76.65%和10.73%,差异显著;处理后1mm水稻秸秆的BMP较20mm的提高13.67%,差异显著;水稻秸秆长度越小其水解速率越快;有机硅预处理后水稻秸秆的发酵迟滞期较未处理组延长;水稻秸秆表面蜡质晶体密度降低、乳突数量减少。