厌氧发酵接种物的特性研究

采用不同物料浸泡液,对厌氧发酵用污泥接种物进行了驯化。结果表明,用物料浸泡液驯化后的污泥,其菌种的ks、k2提高,而其q值会降低,优势菌种明显增加,菌种均一;而用水浸泡污泥后,菌种杂乱,没有明显的优势菌种。同时,通过Monod方程及驯化毒性反应模型,探讨了菌种与不同物料问的作用关系以及菌种的动态变化过程。     

接种比例和接种物驯化对榨汁橙渣厌氧发酵的影响

以榨汁橙渣为原料,研究了不同接种比例(接种物与原料的挥发性固体质量比)对厌氧发酵规律及发酵系统中细菌与古菌群落组成的影响,并探究了接种物驯化对厌氧发酵效率的影响。结果表明:接种比例为8、6和4时厌氧发酵能够正常进行,甲烷累积产率分别达到320. 0、304. 9、242. 6 m L/g,而接种比例为2时仅达到111. 4 m L/g,且在第2天厌氧发酵就进入停滞期,直到第8天才恢复产气;测序结果也显示接种比例为2的发酵系统中芽孢杆菌纲相对丰度下降到1. 88%,Methanosaeta和Methanospirillum的相对丰度也下降到24. 45%和1. 71%,影响了甲烷的产生;按照接种比例为8和6驯化接种物后可以有效缩短厌氧发酵周期,第3轮发酵前4 d的累积甲烷产量占总产甲烷量的95. 75%和93. 40%;接种比例为4条件下,接种物驯化对厌氧发酵的促进效果存在不确定性,驯化效果会受接种物原微生物群落组成的影响;而接种比例为2条件下通过接种物驯化也不能有效提高厌氧发酵的效率。为保障实验结果的准确性、可重复性和提高发酵效率,进行榨汁橙渣厌氧发酵的相关研究时,推荐选择接种比例为6,并进行至少一轮接种物驯化。     

接种物浓度对厌氧发酵产气特性影响的研究

接种物浓度是影响厌氧发酵产气速度和产气量的重要因素。为此研究了在物料浓度一定的情况下,不同接种物浓度对反应器启动、COD去除率、产气量及产气速度的影响。研究表明：在接种物浓度为6％、物料浓度与接种物浓度之比为1：1的情况下,反应器启动速度快,COD降解率和产气量都相对较高,平均产气速度怏。     

有机溶剂预处理对麦秆厌氧发酵产气的影响

目前,通过对秸秆进行化学预处理后产沼气的研究越来越多,其中以酸碱作为预处理试剂最为常见,但酸碱试剂对设备腐蚀较严重且对环境造成二次污染,故试验选择在厌氧发酵过程中可以被微生物分解的有机溶剂甲醇、丙酮进行预处理。为此,利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以小麦秸秆为发酵原料,通过p H值、VFA、甲烷含量、还原糖等指标分析了秸秆经不同浓度的甲醇、丙酮处理后其厌氧发酵产气效率的变化。结果表明:浓度为3%、4%、5%的甲醇、丙酮预处理后的秸秆的累积产气量较对照组均有所提高。其中,5%丙酮处理秸秆后的发酵效果最好,较对照产气量增加了81%;经5%甲醇处理组的秸秆甲烷含量达到68%。     

酶预处理对秸秆类原料厌氧发酵特性的影响

为探索经木霉培养液预处理的秸秆厌氧消化产气特性,利用实验室自制小型厌氧发酵装置,在中温(30±1)℃条件下,分别对经预处理的稻秸、麦秆和稻麦秆混合物进行批式厌氧发酵试验。结果表明:料液质量分数10%、接种物质量分数20%条件下经木霉培养液预处理过的秸秆产气量有明显提升,稻秸、麦秆、稻麦秆混合物总产气量分别达到14 555、15 103、17 130 m L;甲烷含量显著增长,平均甲烷体积分数分别为48.2%、45.4%和47.8%,较对照组提高205.1%、213.1%、214.5%。最高甲烷体积分数分别达60.5%、66.1%和66.8%;原料利用率较大提高,化学需氧量COD日均降解量分别为522.23、542.50、668.72 g/d,TS产气率分别达172.84、183.12、205.54 m L/g;其中经预处理后的稻麦秆混合物在产气量增加的前提下,大大缩短厌氧发酵时间(DT90:17 d)。发酵过程p H值、挥发性脂肪酸(VFA)变化情况均在正常范围。     

干物质浓度对牛粪秸秆厌氧发酵产沼气的影响

在发酵原料C/N＝25～30,T＝36℃的条件下,研究20％,15％,10％,5％和2．5％等5种干物质浓度对牛粪秸秆混合干式厌氧发酵产沼气性能的影响。实验结果表明：发酵前30 d 为产气高峰期,同时发酵渗滤液中的VFA浓度也较高;干物质浓度增加时,产气量波动增大,渗滤液中碱度和 NH4＋-N 浓度升高,发酵装置的有机负荷率也较高;10％的干物质浓度产气效果最好,发酵前30d的累积产气量为4710mL,相应的容积产气率可以达到0．313m3/m3· d。实验得到的结果对牛粪秸秆混合发酵的实际应用具有一定的指导意义。     

储藏方式对玉米秸秆厌氧发酵产沼气的影响北大核心

要实现农作物秸秆厌氧发酵产沼气的规模化、可持续利用,就需要考虑秸秆的储藏问题。试验比较了新鲜、堆沤、冷藏和风干不同储藏处理的玉米秸秆厌氧发酵产沼气效果。结果表明,四组样品中,堆沤处理的产气效果最好,TS产气率和甲烷产率比鲜样分别提高了22.02%和25.33%,风干样产气效果和鲜样基本一致,冷藏处理的产气效果最差,TS产气量和产甲烷量比鲜样下降了22.37%和26.60%。说明玉米秸秆的储藏方式会对厌氧发酵产沼气的效果产生影响。     

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％.     

木醋液对玉米秸秆厌氧发酵的促进作用研究

试验观察了玉米秸秆青贮和用木醋液对玉米秸秆厌氧发酵产沼气的促进作用.结果表明,利用木醋液预处理青贮玉米秸秆,活性污泥接种率20％,厌氧发酵原料总固体(TS)10％,在35℃下厌氧发酵,可以使玉米秸秆产气高峰提前4～5天,木醋液预处理的青贮玉米秸秆提高产气量提高54％,达到425.7 mL·g-1,厌氧发酵过程中pH值稳定在6.6～7.1之间,产气过程平稳,所产沼气中甲烷含量平均提高10％,甲烷含量最高达到56％.     

启动模式对水稻秸秆厌氧发酵稳定性及产气效率的影响

秸秆厌氧发酵是实现农业废弃物能源化利用,支撑农业固碳减排的重要途径。但是,秸秆的高负荷发酵通常会导致系统酸化,影响发酵稳定性。研究以驯化的厌氧污泥为接种物,在不同物料浓度(5%、7%和9%TS)下,研究了一步启动(OSS, one-step startup)和逐级提升启动(SIS, stepwise-increasing startup)两种模式对秸秆中温(35℃)厌氧发酵效率及稳定性的影响。结果表明,两种启动模式均可正常启动秸秆厌氧发酵过程,水解阶段OSS组趋向于丙酸型发酵,但SIS组可维持稳定的乙酸型发酵,丙酸和乙酸降解效率高,挥发性脂肪酸最高累积浓度仅为OSS组的18.4%～40.3%。56 d发酵过程中,所有实验组均稳定产甲烷;与OSS组相比,逐级提升启动对较低物料浓度(5%和7%TS)的产气率无显著影响,但9%TS实验组的TS产气率显著提升。高通量测序结果显示,Sphaerochaeta,Proteiniphilum和Bacteroidales是OSS组中的优势细菌,vadinBC27 wastewater-sludge group和Synergistaceae是SIS组的优...     

厌氧消化处理生活垃圾工艺研究

对城市垃圾进行实验室规模的厌氧消化制取沼气的实验结果表明，生活垃圾经分类收集、破碎、搅拌粉碎后，进行厌氧处理，可以获得较高的处理效率，并能回收沼气。最佳进料固体浓度是１６％；水力停留时间应大于１０天，以１５天为宜。一吨有机垃圾可产气１１０ｍ＾３，其中甲烷含量高于５３％。在此基础上，进行了物料平衡和ＣＯＤ利用率计算。     

高固厌氧消化后的秸秆沼渣与褐煤共制备生物质型煤研究

生物质是可再生能源,合理利用生物质资源,不仅可以实现二氧化碳减排,还可以产生能源。文章以高固厌氧消化(HS-AD)后的秸秆沼渣和褐煤为研究对象,采用中心复合实验设计对影响沼渣型煤的工艺条件进行分析,最后对成型后的生物质型煤进行热重分析,以考察其作为燃料的燃烧特性。结果发现,如果对沼渣型煤的抗压强度要求为700N,最优工艺条件为成型温度为145℃,沼渣含量为23%,保压时间为120s。热重研究发现,生物质型煤热解过程表现为4个阶段,在第3个阶段,生物质型煤发生大规模热解,其中沼渣型煤的质量减少量在20%~30%,玉米秸秆型煤的质量减少量在30%~40%。升温结束后,沼渣型煤和玉米秸秆型煤的质量减少量分别为35%~45%和45%~55%。生物质型煤热解过程为褐煤与生物质的分阶段热解过程,与生物质和褐煤单独热解相比,其特征温度有偏差,在热压处理后褐煤与生物质热解过程可能存在协同作用,有助于褐煤转化。     

固体有机垃圾厌氧消化研究应用进展

本文从工程应用和工艺的角度介绍了有机垃圾消化领域的进展。有机垃圾厌氧消化处理量在欧洲已占总有机垃圾量的25％。在消化工艺方面，主要介绍了两相消化和联合消化等方面的研究进展。     

稻秆NaOH预处理及厌氧发酵产沼气的试验研究

为了改善稻草沼气发酵的效果,采用6%的NaOH对稻草进行了化学预处理,比较了经过NaOH预处理和不经NaOH预处理的稻草在沼气发酵过程中厌氧消化效率、产气量和COD去除率情况。结果表明,与不经NaOH预处理相比,6%NaOH预处理后的稻草高温厌氧发酵最大日产气量提高61.34%,总产气量提高55.23%,COD去除率提高48.72%。这说明,采用6%NaOH化学预处理可以提高稻草的厌氧消化效率和产气量。     

城市垃圾厌氧消化产酸阶段研究

城市垃圾厌氧消化制取沼气的实验过程中存在着一个明显的产酸阶段。本文对这一阶段进行了分析研究。结果表明，产酸阶段在中温条件下持续约一个月，高温下持续约２０天。     

固态物料两相厌氧消化工艺的研究进展

随着全球气候变暖及化石能源的日益紧缺,厌氧消化制沼气技术在世界范围内日益受到重视.固态物料两相厌氧消化工艺由于整个反应系统没有外排废液,克服了单相发酵工艺及传统两相厌氧消化工艺的缺点,适宜我国资源丰富的畜禽粪污、农作物秸秆及农村生活垃圾等废弃资源高效处理及能源化利用.本文综述了国内外两相厌氧消化工艺及固态物料两相厌氧消...     

城市生活垃圾的厌氧消化处理现状和研究进展

本文在查阅大量文献的基础上总结了国外城市生活垃圾厌氧消化的现状及研究进展，为中国的城市生活垃圾处理提供了借鉴。在分析中国城市生活垃圾处理特点的基础上建议：在中国，厌氧消化处理技术应首先从厨房垃圾做起，再逐步扩展到其它的城市有机垃圾。     

环境对生活垃圾厌氧消化处理的影响与控制

详述了环境条件对生活垃圾厌氧消化处理的影响,提出了行之有效的控制方法,阐明了合理的厌氧消化工艺流程,为生活垃圾厌氧消化处理技术在我国的推广提供借鉴和参考。     

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。