秸秆沼气发酵预处理微生物菌剂的筛选与特征研究

[目的]研究添加微生物菌剂对秸秆沼气发酵产气效果的影响.[方法]从沼气发酵液、树木土壤和堆肥中分离出多种微生物.通过初筛、复筛、桔抗试验等方法保留其中10种进行菌株配伍,选择产酶最高的4种微生物组合研制微生物菌剂.[结果]4种产酶最高的微生物组合中12号纤维素酶活最高,为11.398 U/ml;8号漆酶晦活最高,为0.083 U/ml.6号微生物菌剂与秸秆的投料质量比为1∶50时,产气量最高.[结论]该研究制备的复合微生物菌剂,作为秸秆沼气发酵预处理菌剂具有良好的应用前景.     

不同接种物对低次烟叶厌氧消化产沼气的影响

[目的]探讨不同接种物对低次烟叶厌氧消化产沼气的影响.[方法]从低次烟叶厌氧消化的日产气量和累积产气量等方面,研究了4种接种物对低次烟叶厌氧消化产沼气的影响.[结果]不同接种物对低次烟叶厌氧消化的启动时间以及产气量的变化规律无显著影响.相对于其他接种物,A接种物(猪粪+人粪+沼气池底泥+玉米芯,经过一年培养)对低次烟叶厌氧消化的累积产气量分别提高了49.0％、139.0％、85.8％、55.7％.[结论]该研究为低次烟叶厌氧消化接种物的选择提供了理论依据.     

生物有机垃圾厌氧消化制取甲烷的研究

[目的]倡导垃圾分类的新理念。[方法]在37℃条件下对沈阳市源分类后城市生物有机垃圾进行为期50 d批消化处理试验。[结果]结果表明:沈阳市皇姑区和东陵区示范小区城市生物有机垃圾厌氧消化沼气实验室产量为0.799和0.803 m3/kg VS,沼气中甲烷浓度分别为52.84 vol%和53.17 vol%,4个示范小区厌氧生物降解率分别为82.52%、73.76%5、9.53%及64.41%;消化过程中,pH值的调节方式对沼气的产量及厌氧最终生物降解率无显著影响,对沼气的产气时间有影响。一次大量投料可缩短pH值调节时间,提高产气效率;沈阳市示范小区城市生物有机垃圾产气量(G)关于TS(T)、VS(V)的一元线性回归关系为:G=2.33+0.29T和G=0.89+0.65V,相关系数分别为0.980 3和0.907 5。[结论]该研究为生物有机垃圾厌氧消化制取甲烷的进一步研究提供了依据。     

废弃的植物培养基厌氧发酵产气潜力研究

[目的]弄清废弃植物培养基厌氧消化潜力与特性.[方法]以废弃的植物培养基为发酵原料,以沼气池底部的活性污泥为接种物,在常温条件下进行了批式厌氧消化试验,研究了废弃的植物培养基与接种污泥各处理厌氧消化的产气速率、潜力和产气量.[结果]常温条件下,混合培养基与接种污泥的TS比例为8∶1、浓度12％的处理,产气量最高,为10 391.3 ml,并且发酵天数为5d左右,发酵速度较快,产气效果最好;混合培养基与接种污泥的TS比例为6∶1、浓度8％的处理,原料产气率最高,为0.230 m3/kg,并且发酵天数为4d左右,说明原料被利用的水平高.[结论]该研究为植物组培工厂废弃物的处理和配套沼气工程的工艺设计提供了科学依据.     

α-淀粉酶预处理对城市生活垃圾厌氧消化的影响研究

[目的]研究α-淀粉酶预处理城市生活垃圾后对厌氧消化产气和产甲烷的影响。[方法]采用单因素试验方法,用不同α-淀粉酶添加量、水解温度、水解时间和底物浓度预处理城市生活垃圾,考察经过预处理后的生活垃圾再进行中温厌氧消化对产气和产甲烷情况的影响。[结果]通过α-淀粉酶预处理后比不经过任何处理的效果更显著,且得到利用α-淀粉酶预处理城市生活垃圾来强化厌氧消化的适宜条件为：酶用量100U/gVS、水解温度50℃、水解时间1h、底物浓度为8%。[结论]试验为进一步优化厌氧消化工艺提供了基础数据。     

筛选产纤维素酶菌株及其产酶条件的优化

[目的]筛选降解菌糠纤维素的菌株,并且优化其发酵条件.[方法]采用纤维素-刚果红培养基进行筛选,筛选出纤维素酶活较高的菌株.通过比较不同氮源、碳氮比例等条件下CMC酶活,研究其最佳发酵条件.[结果]选出一株酶活较高的菌株,命名为N3.其最适有机氮源为豆饼粉,无机氮源是（NH4）2SO4.最适合N3产酶的（NH4）2SO4∶豆饼粉比例为2∶4.最适碳源氮源比例为5∶2.[结论]N3是一株具有研究价值的产纤维素酶的菌株.     

聚合氯化铝对污泥中温厌氧消化的影响

[目的]研究聚合氯化铝(PAC)对污泥中温厌氧消化的影响.[方法]以青岛市某污水处理厂预浓缩池污泥为研究对象,进行污泥连续中温厌氧消化试验,研究了投加PAC对污泥中温厌氧消化的影响,考察了不同PAC投加量下,污泥厌氧消化系统的pH、沼气产量、组分、热值以及沼气中H2S含量等参数.[结果]投加PAC对污泥厌氧消化有消极影响,投加浓度越大,消化罐pH越低,消化产沼气量越低,沼气中CH4含量越低,CO2略高,热值也越低.当PAC投加浓度为150 mg/L时,消化罐内平均pH为6.93,累计产气量为空白罐的62.72％,所产沼气中CH4含量比空白罐低6.25％,CO2含量高17.21％,H2含量高4.65％.投加PAC对消化系统中H2S的产生具有抑制作用.[结论]该研究可为污水处理厂在利用厌氧消化法处理污泥时,混凝工艺中混凝剂的选择提供了参考.     

蘑菇废弃菌棒及其与猪粪混合发酵对沼气产量及质量的影响

为了研究厌氧消化过程中日产气量、累计产气量和甲烷含量随厌氧消化时间的变化规律,在中温35℃±1℃条件下,采用批式单相厌氧消化工艺,分别用香菇、杏鲍菇和平菇废弃菌棒与猪粪混合发酵。结果表明,蘑菇菌棒具有很好的产气潜力,其中香菇菌棒TS产气量最高,为142.9mL.g-1,平均产气量664.1mL.d-1,杏鲍菇菌棒所产气体甲烷含量最高,平均63.8%;添加猪粪调节蘑菇菌棒C/N至25/1,对香菇菌棒前期严重酸化现象起到了很好的缓冲作用,使香菇菌棒、杏鲍菇菌棒和平菇菌棒累计产气量较单一物料分别提高了131.5%、97.9%和79.9%。研究结论为:香菇、杏鲍菇和平菇废弃菌棒均具有良好的产气潜力;添加猪粪能显著提高蘑菇菌棒累计产气量,同时提高香菇菌棒甲烷含量,降低杏鲍菇菌棒甲烷含量,对平菇菌棒甲烷含量影响不大。     

果蔬垃圾厌氧消化产气分析

果蔬是我国的第二大农作物,每年产生大量的果蔬垃圾,厌氧消化是其最合适的处理方式,果蔬厌氧消化过程中产气不稳定,针对这一问题,本文分析得出甲烷的理论产气量与含碳量和含氢量有关,动力学模型主要以ADM1为主,果蔬垃圾负荷高会导致大量的脂肪酸产生抑制甲烷生产,其单相厌氧易导致酸化,最佳的发酵温度为35℃。     

有机负荷与回流比对餐厨垃圾两相厌氧消化的影响

【目的】研究产甲烷相的有机负荷与沼液的不同回流比在餐厨垃圾两相厌氧消化过程中对产酸和产气的影响。【方法】以餐厨垃圾为原料,采用两相厌氧消化工艺,分别设置了不同的有机负荷与回流比,考察两者对两相厌氧消化产酸和产气的影响。【结果】沼液回流可以提高产酸相的pH,促进餐厨垃圾酸化,在产酸相有机负荷(以挥发性固体物含量计,下同)为11.33 g·L~(–1)·d–1时,回流比为10%、30%和50%处理的挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度分别为11 598.48、12 998.41和14 967.64 mg·L~(–1),比空白处理(CK)分别提高了9.06%、22.23%和40.74%;在沼液不回流时,产甲烷相的最适有机负荷为6.38 g·L~(–1)·d–1,当负荷提高至8.50 g·L~(–1)·d–1时,系统出现了酸抑制现象,而回流比为50%时,可以提高系统的缓冲性,维持系统的稳定;回流比50%处理的平均负荷产气量(以挥发性固体物含量计)为486.14 mL·g~(-1),比CK、回流比10%和30%处理分别提高了29.84%、20.80%和9.13%。【结论】餐厨垃圾两相厌氧消化过程中,沼液不回流时,产甲烷相的最适有机负荷为6.38 g·L~(–1)·d–1;继续提高有机负荷,系统会产生酸抑制现象;当沼液回流比为50%时,产甲烷相的最适有机负荷可以提高至8.50 g·L~(–1)·d–1,系统可以保持稳定运行。     

餐厨废弃物厌氧发酵工艺优化

[目的]考察温度、有机负荷、接种量3个关键参数对餐厨废弃物厌氧发酵过程的综合影响。[方法]采用正交试验法综合考察了批量式发酵过程餐厨废弃物产沼气及降解效果,并进行了验证试验。[结果]温度是影响餐厨废弃物厌氧发酵的显著因素;最佳发酵条件为温度35℃、接种量350 g、有机负荷40 g,在此条件下发酵产气中平均CH4含量可达68.75%,TS产气率及VS产气率分别为661.96和708.97 m L/g,能源转化效率可达79.92%。[结论]可为以餐厨废弃物为原料的沼气工程提供技术参考。     

蘑菇栽培废料的厌氧发酵研究

[目的]探讨对蘑菇栽培废料进行厌氧发酵的可行性。[方法]分别以厌氧发酵液和活性污泥为接种物,对香菇栽培废料进行厌氧发酵,研究蘑菇栽培废料的厌氧发酵特性。[结果]整个发酵过程中,蘑菇栽培废料没有出现结壳现象。以活性污泥为接种物的产气量比以发酵液为接种物的多,且整个发酵过程稳定。当活性污泥为接种物时,日产气量随原料量的增加而增加。当原料浓度为12%时,在反应第10天产气量开始骤减,溶液呈酸性。当浓度超过15%时,反应液严重酸化,可引起后继反应终止。蘑菇栽培废料作为厌氧发酵原料的最佳进料浓度为8%~10%。[结论]使用活性污泥作为接种物对蘑菇栽培废料的厌氧发酵过程的稳定性具有明显促进作用。     

堆肥预处理对生物质厌氧消化特性的影响

[目的]探索通过生物预处理提高富含纤维素、木质素等难降解成分原料厌氧消化的产气率的最佳工艺和生物学特性。[方法]利用好氧堆肥的方式对生物质进行预处理,研究预处理对厌氧消化过程中产气率、甲烷含量、pH值、水解酶活性和COD去除率等特性的影响。[结果]经过3～6d的堆肥预处理,厌氧消化产期率明显提高,气体中甲烷含量达到70%,对提高COD去除率和原料中各种水解酶活性等均有明显促进作用。[结论]生物质堆肥预处理的最佳时间为4～5d。堆肥预处理可通过提高厌氧消化原料的初始温度和各种水解酶的活性,明显提高生物质厌氧消化过程中沼气产气率。     

有机负荷对餐厨垃圾单相厌氧发酵的影响

[目的]为实现餐厨垃圾资源化利用提供依据。[方法]在中试规模条件下,以餐厨垃圾为底物,研究有机负荷对餐厨垃圾单相厌氧发酵的影响。[结果]低有机负荷[0.75~1.25 g/（L.d）]时,发酵过程的pH、氨氮、可溶性化学需氧量SCOD维持相对稳定,提高有机负荷有利于提高沼气产量和产率,而当有机负荷达到一定高度[1.50 g/（L.d）]时,发酵过程的pH下降,氨氮和SCOD含量上升,说明单相厌氧发酵工艺对餐厨垃圾的处理能力较低。餐厨垃圾中的氮含量高,发酵前应调节碳氮比。沼气中甲烷浓度都在50%~75%,不受有机负荷影响。[结论]低有机负荷[0.75~1.25 g/（L.d）]有利于餐厨垃圾单相厌氧发酵。     

厌氧消化系统的酸抑制调控技术研究进展

厌氧消化是指有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳等气体,广泛应用于农业有机废物、城市生活垃圾、餐厨垃圾等处理和处置。厌氧消化系统在运行过程中,产甲烷速率低于产酸速率时,有机酸会在体系中积累造成系统酸化,抑制产甲烷过程。酸抑制调控技术包括生物炭调控技术、活性炭调控技术、微量元素调控技术、碱性试剂调控技术等,通过增强微生物活性、中和冗余有机酸、吸附抑制因子等方式保持发酵系统酸碱稳定,促进物质转化,提升产气速率。酸抑制调控技术的推广应用受原料类型复杂、引入新抑制元素、调控成本高等限制,需要在传统技术优化、新技术开发、实践推广应用等方向持续创新研究。     

不同预处理对颗粒污泥利用厨余物产氢性能的影响

[目的]介绍不同预处理方法对提高厌氧颗粒污泥利用餐厨余物产氢能力的影响。[方法]分别用热处理法、微波处理法和甲烷抑制剂法对产甲烷厌氧颗粒污泥进行预处理,在产气高峰测定气体成分,终止反应后测定反应物中有机酸成分以及脱氢酶活性等生化指标。[结果]3种预处理方法对提高产氢效率均有很好的促进作用。热处理的最适条件为:在121℃处理15～20 min或80～100℃处理30 min,氢气含量可达54%;微波处理的最适条件为:微波功率70 W,处理时间6 min,H2含量可达50%左右;甲烷抑制剂(BES)处理的最适条件为:BES剂量1.0 g,氢气含量可达45%。[结论]热处理是一种较为理想的预处理方法。     

氧化乐果在绿化废弃物厌氧发酵过程中的降解

[目的]研究厌氧消化方法促进有机磷农药降解的可行性。[方法]采用城市园林绿化废弃物作为发酵底料,同时向厌氧消化系统中滴加有机磷农药——氧化乐果,采用气象色谱仪检测发酵系统中农药的浓度。[结果]厌氧消化系统内农药的浓度越低,其降解速度越快;在厌氧消化系统负荷下,140 mg/L氧化乐果是该系统能够消解的极限。氧化乐果浓度达到60 mg/L以上时,逐渐开始出现对厌氧消化系统产沼气的抑制作用,系统的产沼气能力降低,氧化乐果浓度在100 mg/L以上时对产气造成了严重抑制。随着反应的进行,pH稳步升高,最终稳定在6.5~7.3,该pH适宜于甲烷的生长。[结论]利用城市绿化废弃物发酵降解有机磷农药是可行的。     

絮凝剂对藻类后续厌氧消化过程的影响

[目的]研究絮凝剂对藻类后续厌氧消化过程的影响。[方法]对不同含固率条件下水华藻类的产沼潜力及聚合氯化铝絮凝剂对藻类消化的影响进行分析。[结果]水华藻类的产甲烷潜力较高,含固率为6.0%时单位有机质累积甲烷产量可达147.03 mL/g VS,但脱水过程中使用的聚合氯化铝会严重抑制厌氧消化过程,在较低含固率3.0%条件下,铝离子浓度达984 mg/L,产气量低于潜力值的60%。[结论]该研究为藻类厌氧消化处理提供参考,同时为调整藻类采收方法提供理论依据。     

两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响

[目的]比较两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气的效果。[方法]以熊粪为原料,采用不同的接种物(混合厌氧活性污泥和熊粪厌氧发酵结束后驯化所得的接种物),在30℃下进行了批量式恒温厌氧发酵,分析两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响。[结果]使用不同接种物的两组试验产气量存在差异,但相差不大;发酵时间存在较大差异,经过原料(熊粪)驯化的接种物发酵时间明显缩短,为沼气厌氧活性污泥发酵时间的1/3,且经过驯化的接种物具有更好的降解效果,能创造更好的适合于沼气发酵的中性环境。[结论]经过原料富集培养驯化的接种物具有更好的产沼气效果。