六种杂草原料发酵产沼气的比较研究

为了实现杂草资源的合理化利用,文章以常见的水葫芦、飞机草、车前草、银胶菊、空心莲子草、三叶鬼针草等外来入侵植物为主要发酵原料,进行了六种杂草原料发酵产沼气的试验研究.结果表明,六种杂草原料发酵均能产生沼气,但车前草的发酵产气效果最好,产气率最大,银胶菊次之,水生植物空心莲子草和水葫芦居中,而飞机草和三叶鬼针草的发酵产气效果最差,其产气率大小顺序为:车前草＞银胶菊＞空心莲子草＞水葫芦＞飞机草＞三叶鬼针草.结果说明外来入侵植物也能成为良好的沼气发酵原料.     

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。     

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。     

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。     

关于上、中、下层沼气发酵料液接种发酵的试验

为了摸索沼气池内哪一层发酵料液用于接种,产气效果最好,进而确定进、出料管下口的安装部位,我们进行了沼气池内上、中、下三层发酵料液的接种产气试验。现将试验情况总结如下:     

秸秆厌氧干发酵产沼气的微量元素筛选

为研究微量元素对厌氧干发酵产沼气效果的影响,采用Plackett-Burman试验对7种不同微量元素进行优化筛选,以产气效果为指标,筛选对产气量有重要影响的因子。试验结果表明:微量元素对秸秆厌氧干发酵有明显促进作用,最大产气量为7 922mL,比空白组提高76.1%;显著因子为Ni,Mg,Mo。     

玉米秸秆发酵和粪便发酵产气对比试验

文章通过设计不同投料量的玉米秸秆发酵和粪便发酵的产气率和产气量对比试验,认为在一定条件下,增加玉米秸秆的投入量不会增加沼气的产气量,反而会下降。但玉米秸秆发酵产生的沼气比粪便发酵产生的沼气热值高。豫北地区沼气池产气高峰期均集中在4~11月份。如果采用一定的保温措施,豫北地区可全年使用沼气。     

颗粒活性炭添加量及粒径对鸡粪干式沼气发酵产气性能影响

文章针对鸡粪干式沼气发酵过程中氨氮抑制易引起产气失败的问题,采用批次试验方法研究了添加颗粒活性炭(GAC)、活性炭粉、磁铁粉、沸石粉等几种介导材料对鸡粪干式沼气发酵产气性能的影响。结果表明:添加GAC、活性炭粉、磁铁粉、沸石粉组的累积产气量分别较对照组提高了13.8%,7.08%,6.69%,0.19%,添加GAC提升产气效果最明显。在此基础上,进一步研究了GAC添加量和添加粒径对产气性能的影响。在添加量60～120 g·L~(-1)的范围内,产气效率随添加量的增加呈现不断增加的趋势,添加量达到100 g·L~(-1)和120 g·L~(-1)时,产气效率差异已不显著;GAC最适添加粒径范围为0.5～1 mm。添加GAC提升鸡粪干式沼气发酵产气效率的原因可能为GAC能够充分发挥载体作用,为产甲烷菌群的附着提供了有利环境。     

小麦秸秆调节猪粪碳氮比对产沼气的影响

通过模拟沼气发酵试验,笔者研究利用小麦秸秆调节猪粪碳氮比对沼气产气量的影响。结果表明:低温条件下,碳氮比为22(CK)的纯猪粪处理,产气速率最快,产气量最大,说明碳氮比为22的猪粪直接作为沼气的发酵原料最好;高温条件下,利用秸秆调节猪粪碳氮比为25的处理总产气量大,产气速率适中,有利于沼气稳定产气,避免高温条件下产气过量污染环境。     

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。     

紫茎泽兰与马铃薯淀粉加工废渣混合产沼气及沼渣毒性研究

文章通过使用外来入侵植物—紫茎泽兰的茎杆和马铃薯深加工废渣为原料,探究该两种原料不同比例、沼气底液和温度对其厌氧发酵沼气产气量的影响。试验结果表明:在紫茎泽兰茎杆与马铃薯深加工废渣的比例为1∶2,沼气底液为100 m L和温度为30℃的厌氧发酵条件下,混合发酵的产气速率和累积产气量出现最高峰。并利用产气后的沼渣做饲料毒性研究,以小白鼠为试验对象,进行长达65天的观察。试验结果表明:当沼渣含量在10%范围内时,试验组小白鼠的生长发育情况与对照组相近。为紫茎泽兰和马铃薯深加工废渣的资源化利用提供了新的方法。     

醋糟干发酵产沼气潜力研究

在25℃和35℃的条件下,以醋糟为发酵原料,进行批式干发酵产沼气试验。研究了温度对醋糟干发酵产沼气的影响,并分析了醋糟干发酵的可行性。结果表明,在发酵浓度TS为23.7%的条件下,35℃的原料产气率比25℃提高了24.3%,池容产气率提高21.4%。试验表明,醋糟是良好的干发酵产沼气的原料,宜采用的干发酵温度为35℃。     

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。     

玉米秸秆发酵和粪便发酵产气对比试验北大核心

文章通过设计不同投料量的玉米秸秆发酵和粪便发酵的产气率和产气量对比试验,认为在一定条件下,增加玉米秸秆的投入量不会增加沼气的产气量,反而会下降.但玉米秸秆发酵产生的沼气比粪便发酵产生的沼气热值高.豫北地区沼气池产气高峰期均集中在4～11月份.如果采用一定的保温措施,豫北地区可全年使用沼气.     

户用沼气不同发酵原料产气对比试验研究

随着农村经济发展,养殖业趋于区域化、规模化、集约化和农业生产机械化发展,加上农村大量青壮劳力外出务工,农村居家户养殖量逐年减少,以致影响到户用沼气的产气利用。农业生产产生大量秸秆,大部分被燃烧或弃置,造成资源的浪费。试验设置不同原料进行发酵产气,研究结果表明,牛粪是最好的发酵原料,启动快,产气好;秸秆加人畜粪便堆沤发酵后作为沼气原料,产气好,持续时间长,是目前解决农村沼气因无养殖缺原料影响产气利用问题最好方法。     

小麦、玉米秸秆不同预处理产沼气试验研究

为探讨秸秆不同预处理产气量及甲烷含量的变化规律,本试验在实验室分别用沼液、绿秸灵预处理玉米及小麦秸秆,共设置六个处理进行秸秆沼气发酵试验。结果表明:在常温并保持相同浓度和C/N比的发酵条件下,单位质量干物质产气率(TS产气率)及甲烷含量的大小顺序均为:玉米秸秆+绿秸灵>玉米秸秆+沼液>小麦秸秆+绿秸灵>小麦秸秆+沼液>玉米秸秆CK>小麦秸秆CK,各处理间的差异达到显著水平,其中采用绿秸灵预处理秸秆的产气效果优于用沼液预处理的效果。在采用相同的预处理前提下,玉米秸秆的干物质产气率(TS产气率)及甲烷产气率(TSCH4产气率)均大于小麦秸秆的干物质产气率(TS产气率),表明玉米秸秆比小麦秸秆更适宜于沼气发酵。     

沼气干发酵工艺连续处理奶牛粪起动试验研究

该试验以奶牛粪为主要发酵原料,在批式发酵的基础上进行连续试验.研究了干发酵的起动方式,同时探讨了发酵原料、浓度、接种量、C/N比、pH值等因子对产气的影响.结果表明在发酵原料C/N为19.8,TS为25％,接种量为30％的条件下,采用先批式后连续的起动方式效果良好.池容产气率最高达0.5 m3·m-3d-1.     

醋渣沼气发酵潜力的研究

以醋渣为原料,在严格控制厌氧发酵温度为38℃±1℃的条件下,采用批量发酵工艺,进行厌氧发酵产沼气试验。结果表明,醋渣是良好的沼气发酵原料,其TS产气率和VS产气率分别为359.18 mL.g-1,392.67 mL.g-1,容积产气率为0.1675 mL.mL-1d-1。     

玉米秸秆与牛粪混合原料的沼气发酵试验

本试验设置牛粪与玉米秸秆三种配比进行沼气发酵,在保持相同温度、浓度和碳氮比的条件下,对比各处理在发酵过程中的产气量、甲烷含量及硫化氢含量的变化情况.结果表明:牛粪中所加的秸秆越少,其产气总量和甲烷含量就越高,大小顺序为:处理Ⅲ>处理Ⅱ>处理Ⅰ,纯秸秆原料也能产气,但发酵慢、产气量较低.在三种处理中以15%秸秆+85%牛粪的原料配比相对较好.     

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。