华北地区沼气发酵工艺研究通过技术鉴定

河北省新能源办受禄牧渔业部委托,对河北省能源所郭梦云等同志承担的《华北地区沼气发酵工艺的研究》课题,于1985年11月26日至27日组织了鉴定。鉴定结果,认为采用“低浓度启动高浓度发酵工艺”在玉米秸、麦秸较多,肥料较少且习惯于施用固体肥的华北地区是适宜的,该工艺对防止有机酸上升以利于启动,对均衡产气、富集菌     

不同预处理对茶树叶厌氧发酵产气的影响

文章以茶树叶为发酵原料,厌氧活性污泥为接种物,在接种量为25%,配料TS浓度为7%和恒温35℃下,研究了纤维素酶预处理、高温蒸煮处理与Na OH预处理3种预处理方法对茶树叶厌氧发酵产气性能的影响。试验数据经过改Modified Gompertz模型处理,获得相应的厌氧消化动力学参数(最大累积产气量、最大产气速率和滞留时间),并计算出TS和VS评价指标。分析结果表明:经纤维素酶与Na OH预处理可以不同程度提高产气能力,并缩短发酵启动时间。Modified Gompertz模型拟合不同预处理茶树叶厌氧发酵累积产气量随时间变化具有较好相关性,拟合结果中质量分数4%的Na OH预处理茶树叶产气效果最好,发酵累积产气量2860 m L,最大产气速率127.9m L·d-1,总固体产气率、挥发性固体产气率分别为109.58 m L·g-1,116.73 m L·g-1,优于其他实验组与对照。因此,碱处理可能成为今后茶树叶沼气工程较理想的预处理方法。     

响应面法优化生物炭与牛粪混合厌氧发酵工艺

为了提高厌氧发酵产气效率,在单因素试验基础上,采用响应面法对厌氧发酵工艺参数进行优化,通过Box-Behnken中心组合试验设计,以厌氧发酵产气量为响应值,研究发酵温度、总固体浓度和生物炭添加量3个因素对厌氧发酵的影响,建立相关数学模型,并进行试验验证。结果表明:3个因素对厌氧发酵产气效率的影响均达到显著水平,最优工艺条件为发酵温度41℃,总固体浓度8.9%,水稻秸秆炭7.9%,在此工艺条件下,厌氧发酵产气量达到2735 mL±37 mL,与预测产气量2693 mL,两者偏差在2.0%以内。因此,所建模型能较好地用于生物炭与牛粪混合厌氧发酵产气量的预测。     

啤酒糟产沼气潜力试验研究

文章以啤酒糟为发酵原料,在厌氧发酵温度35℃±1℃条件下进行序批式沼气发酵试验,发酵历时60 d,总固体TS浓度为6%时,其原料产气率为115 mL·g~(-1),TS产气率为139 mL·g~(-1)TS,VS产气率为149 mL·g~(-1)VS,池容产气率为0.11 mL·mL~(-1)d~(-1)。结果表明,啤酒糟是较好的沼气发酵原料。     

牛粪高效厌氧发酵技术

为提高牛粪厌氧发酵的产气效率,采用牛粪发酵前固液分离和分离液中添加猪粪进行混合发酵两种方法.结果表明,对牛粪进行发酵前固液分离,降低了物料的粘度,利于微生物的传质.在牛粪分离液与稀牛粪的对比发酵试验中,分离液较稀牛粪产气量提高32.68％,甲烷产率也有较大幅度提高.牛粪分离料液和猪粪按一定比例混合可获得较好的产气效果,在试验中总固体(TS)质量分数为10.49％的混合料液产气过程稳定,产气周期相对较短,累计产气量最大为59.8L,比TS质量分数为8.00％猪粪组提高了26.24％,比TS质量分数为8.54％混合料液组提高了43.51％.研究表明牛粪分离液与猪粪混合TS质量分数为10.49％时,可以取得较好的产气效果.     

响应面法优化猪粪沼气发酵工艺

为提高猪粪沼气发酵的产气效率,试验应用响应面法对其沼气发酵工艺进行优化,通过Design-Express8.0.6.1软件的Box-Behnken中心组合试验设计,以原料产气率为响应值,研究发酵温度、总固体浓度(TS)和搅拌转速3个因素对猪粪产气效率的影响,建立相关数学模型,并对模型进行降维优化分析,最后进行试验验证。结果表明,发酵温度和TS两因素对于猪粪产气效率的影响表现为极显著。最优工艺条件TS为5.8%,发酵温度为29℃,搅拌转速为92 r·min~(-1)时,理论原料产气率为160.09 mL·g~(-1)TS,试验原料产气率为154.83 mL·g~(-1)TS,试验值与理论值接近,二者相对偏差为3.21%。可见,所建模型能较好的优化沼气发酵工艺参数。     

沼气固体发酵试验

我所1981年完成了沼气固体发酵的瓶试研究,结果证明方法可行,效益明显。在此基础上,于1982年进行了扩大试验。试验采用园柱形钢质罐做发酵器,发酵容积250立升。这次扩大试验的目的是继续探索沼气固体发酵工艺的技术,观察发酵在启动阶段和整个运转过程中的变化情况,测定原料转化利用率及产气率。     

木质气冷却水与牛粪混合沼气发酵研究

木质气通过喷淋冷却塔,用循环喷淋方法,获取几种不同总酚含量的冷却水。35±1℃温度下,冷却水与牛粪汁1:1混合进行中温沼气发酵试验。试验结果表明:冷却水对发酵有抑制作用,经过一定的适应期,冷却水对产气率和气体成分均无明显影响。发酵废液直接作肥料对农作物无害。     

干法沼气工程发酵技术现状及发展趋势

干法沼气发酵技术作为有机固体废弃物能源化处置与利用的有效途径,发酵过程无沼液消纳问题,反应器容积小,容积产气率高,近年来已逐渐成为世界各国固体有机废弃物资源化技术研究的热点。本文综述了国内外干法沼气工程发酵技术现状和主要发展工艺,分析了沼气干法发酵关键技术设备,并展望了我国有机固体废弃物干法沼气发酵技术的发展趋势。     

农村沼气干发酵的研究

本文报道了用作物秸秆和牲畜粪便作发酵原料,总固体(TS)含量在20％以上,呈固体状态的沼气发酵三年的试验研究结果。在平均气温为25～27℃时,发酵100～120天,平均池容产气率达0.3—0.37M~3/M~3发酵容积·天,原料利用率为250升沼气/kg·TS左右,气体中的甲烷含量在56—67％之间。产气量比相同容积的水压式沼气池提高1.33—2.02倍。此外,作者对沼气干发酵前后原料成分的转化和碳素平衡进行了测定和分析,提出了本工艺的主要技术措施、以及这些措施的发酵参数。并对工艺过程中的pH控制和挥发酸的变化等问题进行了较详细的分析和讨论、     

西瓜蔓与牛粪混合厌氧发酵研究

试验研究了常温条件下,西瓜鲜秸秆和干秸秆分别与牛粪以1:1比例在原料浓度为6%,8%,10%,12%条件下混合发酵的产气速率、累积产气量以及原料的产气率。结果表明:在发酵前期鲜秸秆与牛粪混合发酵的产气速率明显大于干秸秆,发酵后期却小于干秸秆;干秸秆对温度的变化不如鲜秸秆敏感,因而产气相对于鲜秸秆稳定;鲜秸秆和干秸秆与牛粪混合发酵的累积产气量随着原料浓度的增加而增加,但是原料产气率在超过一定原料浓度范围时反而降低;综合累积产气量和原料产气率,最适宜的发酵原料浓度为8%。该研究对解决农村地区大棚蔬菜基地秸秆的资源化利用提供了有益的参考。     

农牧废弃物恒温干/湿厌氧发酵过程研究

为对比干发酵和湿发酵过程中产气性能的差别,对比试验研究了3 m~3恒温(37±1)℃发酵罐内单一牛粪干/湿发酵过程中日产气量、累计产气量、产气率及甲烷体积分数和pH及氨氮的变化,并最后应用修正的Gompertz方程分析甲烷生产的动力学过程。试验结果表明:以TS(总固体浓度)为20%的干发酵系统累计产气量为51.375 m~3,最大日产气量可达2.198 m~3,分别比TS为8%的湿发酵多11.076 m~3和0.301 m~3;干发酵的池容产气率为0.558 m~3/(m~3·d),比湿发酵实验组提高了15.95%;干/湿发酵系统的日均甲烷体积分数分别为51.3%和48.6%。在试验过程中,干/湿发酵恒温沼气罐内的pH值及氨氮含量均介于正常范围之内,没有发生抑制现象使得试验可以顺利进行。通过修正的Gompertz方程对干/湿厌氧发酵的产甲烷过程进行拟合,拟合的结果R~2在均大于0.99,表明实际产甲烷潜力值和拟合的产甲烷潜力值很接近,显示出了较高的准确性。该研究结果可为农牧废弃物干发酵工程提供理论依据和指导。     

以秸秆和猪粪为原料半两步沼气发酵中试研究

用秸秆和猪粪为原料,分别投入固体床及水压式沼气池内,进行半两步常温沼气发酵。固体床最高挥发酸浓度达12g/l,产酸期25天,后期产气约40天,夏季平均产气率为0.4m~3/m~3·天。沼气池内进入猪粪和酸水,产气率显著提高,池温在10—15℃变化时,产气率达0.2—0.5m~3/m~3·天,池温在15℃以上时,产气率保持在0.5m~3/m~3·天以上,最高产气率为0.8m~3/m~3·天。在208天运转期内,沼气池平均产气率为0.48~3/m~3·天。总装置平均产气率为0.35~3/m~3·天。每公斤TS平均产气量为279.7升。该工艺可解决秸秆原料进出沼气池的困难。     

农村沼气干发酵工艺要点

干发酵是批量发酵的一种类型,其主要特点是发酵原料中的总固体含量在20～30％之间。它的主要优点是节约用水量,节省用工,池容产气率较高,运转周期长,不用小进料、小出料日常的繁琐管理,不用搅拌,适合北方地区使用干肥的习惯,适用于干旱缺水的地方。根据我们的实践,提出干发酵的工艺要点:     

甘蔗叶干法厌氧发酵工艺研究

为实现甘蔗叶的能源化利用,采用干法厌氧发酵方法研究发酵原料总固体含量为20%时,不同接种量、草粪比以及发酵温度对甘蔗叶产气量和产甲烷的影响。结果表明：接种量在30%和40%时发酵可以正常启动,接种量为40%时总产气量最高,但发酵后期甲烷含量下降很快;草粪比为1∶1和2∶1时总产气量高,甲烷含量均在60%以上,产气效果明显好于草粪比为1∶0的处理组;发酵温度为35℃时,总产气量和甲烷含量最高,发酵温度为30℃和40℃时总产气量相差不大。甘蔗叶干法厌氧发酵产沼气效果较好的工艺参数为：接种量30%、草粪比1∶1和发酵温度35℃。各处理组在甲烷含量达到最高值之前,甲烷含量与发酵时间之间呈现很强的线性相关性。产气高峰过后,虽然日产气量明显下降,但气体中甲烷含量下降幅度不大。     

酒厂沼肥的有效利用

鹰潭市塔桥园艺场塔桥洒厂沼气工程于1981年建成运行,总发酵容积1088m~3,日处理酒醪110～120吨,所产气沼用于烧锅炉和供职工生活用气。但是,发酵残余物对外直接排放仍然造成周围环境较大的二次污染,大量优质肥料也白白流掉造成很大的浪     

不同种类畜禽粪污沼气产气量优化计算方法

近年来国家层面出台了多项鼓励和支持沼气工程发展的政策。在实际沼气工程项目设计过程中，沼气产气量计算的准确性尤为重要，关系到一系列主辅设备的选型及项目整体经济性。目前常用的几种沼气产气量计算方法存在一些不足之处，与实际工程项目存在一定偏差。针对实际工程中存在部分参数无法收集、部分推荐参数取值范围广导致计算误差放大、实际工程运行条件与理论计算存在差异等问题，提出了优化思路。同时，充分考虑了不同种类畜禽的单只生物粪污排放量、粪污含固率、固体物质产气率、产气速率、养殖方式、清粪工艺、清粪周期、发酵周期等因素产生的影响，并通过对厌氧发酵时长与产气量之间的关系、自然发酵时长与产气量之间的关系、养殖规模与粪污总固体含量之间的关系等进行分析后，提出优化后的沼气产气量计算模型。最后，利用实际工程数据对优化后的计算模型进行了校验，结果显示优化后的计算模型计算结果与实际工程非常接近，误差率较低，值得应用推广。     

猪粪厌氧干湿发酵产气效率对比

为了对比研究猪粪厌氧干湿发酵的产气效率,文章在中温37℃±1℃,接种物与原料的比例为1∶1的条件下,设置发酵浓度分别为8%和20%进行猪粪厌氧发酵产沼气实验。结果表明:猪粪厌氧湿发酵(发酵浓度为8%左右)的发酵产气周期要比猪粪厌氧干发酵(发酵浓度为20%左右)的更短;猪粪厌氧干发酵的VS产气率以及VS降解率均要高于猪粪厌氧湿发酵,且VS产气率提升了22. 10%;猪粪厌氧干湿发酵降解过程与Logistic方程的相关系数R~2均高于0. 99,Logistic方程可很好的反映猪粪厌氧干湿发酵过程的规律。     

不同固体浓度青贮玉米秸秆与牛粪混合发酵产沼气性能研究

为考察青贮秸秆与牛粪的混合厌氧发酵条件,文章研究了3种不同总固体浓度(10%,12%和14%)对二者中温发酵产沼气性能的影响,并用修正Gompertz模型对其产气过程进行动力学拟合。结果表明,总固体浓度为12%时的沼气产量和品质均高于另外2种固体浓度,该条件下的发酵液p H值,VFAs,COD和NH+4-N浓度变化有利于沼气发酵。用修正Gompertz模型能很好地拟合累积产甲烷量随时间的变化,拟合得到3个试验组的最大产甲烷速率分别为211.12,345.31和210.93 m L·d-1。说明TS 12%时的青贮玉米秸秆与牛粪混合发酵产沼气效果最佳。     

中高温条件下羊粪与芒果废弃枝叶混合厌氧发酵产沼气研究

为研究中高温下条件下羊粪与芒果废弃枝叶混合厌氧发酵的产沼气特性影响,选取风干后的羊粪与芒果废弃枝叶进行厌氧发酵产沼气试验。试验设置5个配比：单一羊粪、单一芒果废弃枝叶、羊粪与芒果废弃枝叶(1∶1、1∶3、3∶1)3个配比,在3种恒温温度(35℃、45℃、55℃)下进行厌氧发酵,共计15个处理,发酵周期32天。试验结果表明：相对于芒果废弃枝叶单一发酵,羊粪与芒果废弃枝叶混合发酵可获得较好的产气效果,但相对于羊粪单一发酵,各温度下混合发酵的产气量并没有更好的表现。综合比较,羊粪和芒果废弃枝叶混合发酵在配比3∶1、45℃发酵状态下的发酵完成时间最短为17天,且TS产气率和VS产气率最大,具有一定的产气潜力。