稻秸厌氧消化纤维制取乙醇实验研究

对利用厌氧消化纤维制取乙醇进行了实验研究,探索了不同温度、总固体质量分数等厌氧发酵条件对厌氧消化纤维产乙醇特性的影响。结果表明,中温低浓度(37℃,6%)厌氧发酵得到的厌氧消化纤维,在预处理过程纤维素损失较低,酶解过程葡萄糖得率较高,为33.17%,乙醇产率为41 g/kg。为提高乙醇产率,对预处理条件进行了优化,对酸、碱预处理方式进行了比较,结果显示,厌氧消化纤维产乙醇采取碱预处理更为有利。在温和温度(60℃)条件下,采用1%~3%的Na OH预处理6 h至24 h后,失重率降低至22%~56%,纤维素回收率高达80%以上,酶解葡萄糖产率升高,乙醇得率显著提高。通过优化预处理参数,3%Na OH在60℃预处理6 h可以获得最大乙醇产量(87 g/kg),有效地提高了厌氧消化纤维产乙醇的效率。     

稻秸不同粒度对沼气发酵浮渣结壳层的影响

秸秆沼气工程中因原料上浮易产生料液分层结壳的现象,从而影响产气效率。文章以稻秸为原料,采用批式试验,研究不同粒度对沼气发酵结壳层特性的影响。结果表明:粒度为5 cm,2 cm和过筛10目时,结壳层密度随沼气发酵时间增加而增加,随粒度的减小而增大;到36 d,35 d和20 d,结壳层进入稳定期,密度不再增加,最终分别为54.84 g·L-1,62.67 g·L-1和99.71 g·L-1。但破壳强度随着粒度减小而减小,发酵60 d,分别为3.14 k Pa,2.10 k Pa和1.24 k Pa。综上所述,在一定粒度范围内,粒度越小越有利于减少破壳能耗。     

外源无机添加物对稻秸厌氧消化性能的影响

探索一种能替代猪粪且能提高稻秸生物产气量的外源无机添加物对农村户用沼气工程具有重要意义.试验从有益微生物、营养成分两个方面解析了猪粪提高秸秆产气的因素,研究了采用外源无机添加物替代猪粪对稻秸产气性能的影响.结果表明:猪粪提高稻秸产气量并非由于猪粪中微生物的作用,而是来自猪粪中的营养物质.加入外源无机添加物后稻秸的TS和VS产甲烷量(151.1,164.7 mL·g-1)较对照(120.0,130.8 mL·g-1)显著提高,且略高于添加猪粪处理(131.8,143.6 mL·g-1);加入外源无机添加物使发酵后稻秸体积和质量的减少量均高于添加猪粪的处理.经济效益分析表明,选用元机营养盐替代猪粪进行发酵,每吨稻秸可节省202.9元,且同时减轻劳动量.     

稀酸稀碱预处理的稻秸两步厌氧发酵性能分析

基于两步厌氧发酵工艺,对比稀酸、稀碱预处理条件下的稻秸降解规律和水解液产甲烷潜力。HCl质量分数为0.5%~2.5%范围内(60℃),1.0%和1.5%的水解液COD值最高,HCl水解时稻秸半纤维素下降幅度大,水解液中葡萄糖质量浓度较低。Na OH质量分数为0.5%~4.0%范围内(60℃),0.5%和1.0%的水解能力弱,2.0%和3.0%时水解效率高,当Na OH质量分数高于2.0%时,纤维素、半纤维素和木质素均下降,木质素降解率最高。酸、碱实验组固液比为7.5%时均有良好的水解效率。以HCl和Na OH水解液序批式产甲烷,5个进料周期中HCl水解液COD的平均单位质量产气率为631~906 m L/g,Na OH实验组为340~373 m L/g,单位质量产气率受进料浓度差异的影响较小,主要受酸、碱等不同水解方法的影响,酸、碱实验组发酵类型不同,酸实验组的产酸过程更充分。     

稻秸酶解和沼气发酵臭氧氨水联合预处理技术研究

对稻秸进行了臭氧氨水联合预处理提高酶解糖化和沼气发酵效率的实验研究,探索了臭氧氨水联合预处理对木质纤维素降解、单糖质量浓度、还原糖质量浓度和沼气发酵气体产率的影响。结果表明:臭氧氨水两步预处理进一步强化了脱木质素能力,有效提高了稻秸酶解糖化效率和沼气发酵产气率,增强了纤维降解利用率。酶解过程中,随着臭氧用量的增加,葡萄糖质量浓度先增加后降低,臭氧用量0.75 g/g时葡萄糖质量浓度最高,为36.92 g/L;氨水浸泡时间越长,还原糖质量浓度越高,氨水浸泡6 h的还原糖质量浓度为60.51 g/L。因此,酶解的适宜臭氧氨水联合处理条件为臭氧用量0.75 g/g和氨水浸泡时间6 h。对于沼气发酵,臭氧用量1.0 g/g和氨水浸泡时间9 h获得了较高甲烷产率,为165.39 mL/g,有效提高了稻秸产气效率和木质纤维素利用率。     

基于卧式厌氧装置的稻秸高固态消化与甲烷菌变化研究

针对单一稻秸高固态厌氧消化长期运行不稳的问题,接种瘤胃内含物和厌氧污泥,在卧式反应装置中研究3个有机负荷(OLR)下消化特性。结果表明,体系最高容积产气率达到了1.04 L/(L·d)。当OLR为2.26 g/(L·d)时,甲烷体积分数均值为54.39%,甲烷产率为280.90 m L/g,达到了稻秸理论产值的80.29%。卧式装置中半纤维素和纤维素最高降解率分别达到了49.71%和31.25%;纤维素酶活性显著提高,有利于纤维素的降解。当OLR升高到2.47 g/(L·d)时,氨氮质量浓度均值达到了1 082.63 mg/L。固体样品中嗜氢型Methanobacteriales数量从1.70×10~9拷贝数/g下降至1.04×10~6拷贝数/g;而嗜乙酸型Methanosarcinales数量从7.89×10~6拷贝数/g增加至9.44×10~6拷贝数/g,甲烷产率下降为256.54 m L/g。此时厌氧装置中丙酸质量浓度均值达到了253.32 mg/L。从而明确了稻秸高固态体系中产甲烷菌结构的变化。     

稻秸预处理厌氧强化产挥发性脂肪酸研究

利用秸秆厌氧发酵技术进行挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)生产,是一种极具前景的秸秆新型高值化利用方向。研究了水热、稀酸、稀碱等预处理方式在中温35℃、高温55℃、超高温70℃等发酵产酸温度条件下的产酸率及过程参数。结果表明,不同预处理条件对挥发性脂肪酸转化率影响从大到小为Ca(OH)_2、HCl、水热预处理,碱性发酵较酸性发酵更有利于厌氧产挥发性脂肪酸进行。Ca(OH)_2能够有效地溶解木质素,35℃时Ca(OH)_2的木质素去除率为63.27%,远高于相同温度的水热处理组的12.45%和HCl处理组的12.40%。中温条件下秸秆挥发性脂肪酸产率最高,虽然35℃时因为温度较低使得秸秆降解率不高,但因该温度下被降解的秸秆转化为挥发性脂肪酸的效率高,从而获得了最高的产酸率,各预处理组单位降解底物产酸率在35℃和70℃分别为0.79~1.20 g/g和0.24~0.51 g/g。最佳的碱处理组35℃的挥发性脂肪酸底物挥发分转化率为0.25 g/g,而70℃时仅为0.09 g/g。研究结果为稻秸厌氧强化产挥发性脂肪酸的预处理和温度等选择提供了一定的理论依据。     

硫酸盐对厌氧消化的影响

硫酸盐对厌氧消化的影响钱泽澍（浙江农业大学，杭州，３１００２９）在有机物的厌氧消化过程中，硫酸盐对厌氧消化影响的研究在国外已有不少报道。国内有些单位也在从事该项研究。本文对硫酸盐在厌氧消化中的作用作一概述，与有关研究者共同探讨。１硫酸盐还原细菌在厌氧...     

沼液添加量对干湿耦合厌氧发酵的影响研究

在TS浓度为20%、发酵温度为35℃的条件下,研究沼液添加量(TS比)为20%,30%和40%时,对干湿耦合厌氧发酵的影响。实验结果表明:沼液添加量对稻秆干式厌氧发酵的影响较大。在本实验条件下,当沼液添加量为40%时,沼气产量、沼气成分、TS和VS降解率等厌氧发酵的主要指标均优于20%和30%组。这说明,在本实验条件下,沼液添加量40%为较优的工艺控制参数。该研究可为干湿耦合厌氧发酵的实际工业应用提供理论依据。     

2BFGK-12型稻茬麦集秸旋耕施肥播种机设计与试验

针对长江中下游稻麦轮作区小麦播种作业时,存在抢季节耕种农机配套性差、土壤黏重以及秸秆还田难等问题,创制“稻茬麦秸秆行间集覆还田宽窄行种植”技术模式,此模式具有行间集秸、条带旋耕、集中施肥、洁区播种以及对行镇压等技术特征,通过建立秸秆行间集覆运动的力学模型,设计绞龙式秸秆行间集秸装置、开沟旋耕一体式装置、集中施肥装置、浮动覆土板以及对行镇压器等关键部件,研制一种稻茬麦洁区旋耕施肥播种机。田间试验结果表明,秸秆行间集覆还田与宽窄行种植结合有效提高稻茬麦种床整地质量,洁区洁净度87.69%,小麦窄行平均行距为148 mm,宽行行距平均为304 mm,行距变异系数为5.36%,平均播深为33 mm,播深合格率为95.76%,晾籽率为0.98%,碎土率为86.01%。施肥方式为耕前集中施肥,平均施肥深度为65 mm,施肥深度合格率为94.63%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为198 mm,满足排水要求。试验田实际产量为8 059.2 kg/hm²,高出平均产量20%以上,油耗较对比机型降低31.24%。为稻茬麦绿色低碳保护性耕作技术模式提供农机支撑,...     

低温冻融-酶解预处理对稻秆厌氧发酵产气特性的影响

为利用我国寒冷地区天然冷资源,在实验室模拟低温环境(Z组:-4℃,S组:-20℃),探索低温冻融及纤维素酶液预处理对水稻秸秆中温厌氧发酵产气特性的影响。结果表明,浸泡温度30℃、浸泡时间4 h、液固比15 m L/g条件下水稻秸秆持水力最佳。冷冻后解冻液中木糖质量(Z3组:6.5 g,S2组:7.2 g)大幅增加,半纤维素转化率(Z3组:24.1%,S2组:26.6%)增幅显著(p0.05)。经纤维素酶解后其水解液中葡萄糖质量(Z3组:13.5 g,S2组:14.5 g)大幅增加,纤维素转化率(Z3组:30.9%,S2组:33.2%)增幅显著(p0.05)。对预处理后的原料进行厌氧发酵,累计产气量最高543 m L,较CK提升73.5%(S4组),平均甲烷体积分数最高提升160.4%(S2组),且随着冷冻时间的延长(Z组48 h以上,S组24 h以上)厌氧发酵周期缩短(共19 d),产气高峰提早到来且峰值较高。过酸化现象得到有效缓解,能够更快地进入到甲烷化阶段。     

麦秸中温厌氧干发酵技术实验研究

本文研究了麦秸秆中温厌氧干发酵过程中的沼气产量和发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量及其与发酵条件的相关关系。实验结果表明,沼气产量随着发酵原料中固体浓度的增加而减少;发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量和发酵原料中固体浓度的关系并不十分明显,但在沼气产量较高的发酵工况下,其发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量较多,为进一步开发秸秆中温厌氧干发酵技术提供科学参考。     

新津县秸秆沼气工程经济效益分析

文章以四川省成都市新津县秸秆沼气集中供气工程为例,分析其社会福利影响、不同影响因素组合下经济效益,探析影响秸秆沼气工程健康发展的因素,从而为推进秸秆沼气工程发展提供相应的政策参考.分析结果表明,工程运行效率、秸秆收集成本,沼渣是否实现价值以及政府补助对工程经济效益影响较大.以该工程个列看,秸秆沼气集中供气商业化运营尚需进一步提高其市场生存能力.     

预处理方式对水稻秸秆厌氧发酵产气特性的影响

在中温(35℃)条件下,分析了不同预处理方式对水稻秸秆厌氧发酵过程中产气特性的影响,比较了厌氧发酵前、后水稻秸秆组分变化的情况,结果表明:氨化预处理的秸秆产气量最大,VS(挥发性固体)产气量达到356.80 mL/g,比对照组高11.70％;各组甲烷质量分数的最大值均达到了70％以上,甲烷含量差异不显著;水稻秸秆厌氧发酵后的木质纤维素含量均呈现下降的趋势,木质纤维素的降解率与产气量成正比,氨化后的水稻秸秆与原水稻秸秆相比,纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为28.49％、51.73％和7.13％.     

秸秆厌氧消化预处理技术综述

农作物秸秆是一种重要的富含有机质(80％～90％)的生物质能源,因其复杂的晶体结构,不能直接被厌氧菌群利用来生产沼气.因此以秸秆作为原料发酵时,需要进行预处理,使复杂的晶体结构得到破坏,从而易于被厌氧菌群利用.文章综述了国内外用物理法、化学法、生物法、物化法预处理秸秆的相关研究进展,考查了不同预处理方法对厌氧消化效果的影响.     

沼液预处理对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响

为探索不同沼液预处理时间对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响,进一步确定花卉秸秆沼液预处理的最佳时间,文章以云南四大切花混合花卉秸秆为原料,用沼液分别预处理1天,3天,5天,7天后在30℃下进行了批量式恒温沼气发酵实验。结果表明:沼液预处理3天的产气总量最高(预处理5天次之),预处理5天的产气峰值最高,预处理5天的能最快提升沼气含量,且在处理时间内随着预处理时间增加,原料产气速率加快,发酵时间缩短。综合确定花卉秸秆沼液预处理的最佳处理时间为5天。