用生产蕃茄酱的废弃物进行沼气发酵试验

本文介绍了用自行设计的制沼气设备，利用蕃茄皮渣发酵制取沼气的方法。     

农业有机废弃物沼气发酵潜力的实验研究

通过对常见农业有机废弃物(如猪粪、干稻草、青草以及菜叶)的总固体含量(TS)、挥发性固体含量(VS)、碳素含量和氮素含量测试,结合其混合沼气发酵潜力实验,得出了青草>鲜猪粪>干稻草>菜叶的沼气发酵潜力排序.实验表明:利用经碳氮比调节后的干稻草、青草或菜叶替代畜禽粪便作沼气发酵原料是可行的.     

农村生活废弃物沼气发酵的潜力研究

以农村生活废弃物为发酵原料,在35℃条件下,采用批量发酵工艺,探讨了不同条件对沼气发酵的影响.结果表明,农村生活废弃物是一种极易降解的有机原料,在沼气发酵过程中极易造成挥发性有机酸的累积;与大多数农村常用发酵原料相比,农村生活废弃物发酵高峰期比较滞后,从第20 d开始,产气高峰持续35 d.其沼气发酵最佳料液浓度为TS 6.35%左右,平均TS产沼气潜力为630 mL·g-1, VS产沼气潜力为660 mL·g-1,是一种优质的沼气发酵原料.     

魔芋废弃物干发酵试验研究

在l5℃,25℃,35℃条件下,采用批式沼气发酵装置,研究了温度对魔芋废弃物干式发酵过程的影响,分析了魔芋废弃物干式发酵的可行性.结果表明,在发酵液TS为20%的条件下,35℃比25℃,15℃产气速率分别提高l1.2%和33.9%..5℃条件下具有明显优势,在10 d左右产气便能达到总产气量的90%,产气高峰时沼气中甲烷含量可达65.4%,TS,VS产气率分别为433 mL·g-1,566 mL· g-1.魔芋废弃物干发酵过程中,没有出现酸抑制和氨抑制的现象,可以作为沼气发酵原料直接进行干式发酵.     

组合赋权法及ELECTRE-Ⅰ法在调控沼气发酵工艺中的应用

厌氧发酵生产沼气就是将有机废弃物“变废为宝”,达到减量化、无害化和资源化的目的,减少资源浪费及生态破坏。根据生物质特性、反应条件及其他因素构建了评价体系的一级指标,选取总固体浓度、碳氮比（C/N）、反应温度、pH值及外源添加剂作为二级指标,采用层次分析法（AHP）及熵权法相结合的组合赋权法确定了各二级指标的权;构建了基于ELECTRE-I法厌氧发酵参数优选模型,并优化沼气发酵的工艺参数,为科学调控沼气发酵工艺参数提供了理论依据。      

三种秸秆在不同温度下发酵产气特性研究

以油菜秸秆,小麦秸秆和玉米秸秆作为发酵原料,采用批式发酵工艺,以10℃为梯度,分别在常温(15℃,25℃)、中温(35℃,45℃)和高温(55℃)下,进行厌氧发酵潜力及产气特性的研究.实验结果表明,油菜秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆仅经简单粉碎预处理后,即可进行沼气发酵;油菜秸秆的发酵潜力低于其他两种秸秆,且油菜秸秆产气曲线出现明显次波峰.随着温度的升高,秸秆的产气速度和发酵潜力逐渐增加,玉米秸秆在45℃下发酵潜力达到最大(0.56 L·g-1 TS).经试验初步证明,45℃下高温菌种占主导地位.     

不同因素对羊粪干法沼气发酵产气效果的影响

为研究温度、含水率及接种比例对羊粪干法沼气发酵产气效果的影响,以羊粪为原料,采用单因素试验方法,进行干法沼气发酵试验。结果表明:温度、原料含水率对产气效果影响显著。相对湿法发酵,中温发酵(35±1)℃效果更加优于常温发酵(25±1)℃;发酵物料含水率越高,沼气发酵速度越快,单位TS累计产气量越高;接种比例在8:2(TS比36:1)时对单位TS累计产气量影响显著,在7:3~5:5(TS比21:1~9:1)时影响不显著;从单因素试验结果看,发酵温度在(35±1)℃、原料含水率在80%及接种比例在7:3~5:5(TS比21:1~9:1)时,羊粪干法沼气发酵效果最好。该试验结果为以羊粪为原料的干法沼气工程工艺设计提供了理论依据。     

地面玻璃钢沼气装置发酵工艺研究

为了更有效地利用农业废物、改善环境和提供更多的生物质能,需要进一步研究适合农村使用的高效厌氧发酵装置及工艺,以提高沼气产量,获得更高的能源效益和环保效益。农业部成都沼科所与丹麦畜牧农业大学、农业工程研究所Z·Josef博士于1988年底开始进行合作研究。该研究利用丹麦的先进工业材料和技术,制作10m~3玻璃钢厌氧发酵装置,按照中国的厌氧技术及经验,进行发酵工艺的研究,并不断完善和改进装置的设计及工艺流程,为玻璃钢厌氧装置的商品化生产及在发展中国家推广应用提供理论和实践依据。     

农业废弃物资源化利用新方向-沼气干发酵技术

本文简述了我国现存的农业废弃物资源化利用技术及存在的问题,介绍了沼气干发酵的技术概况、工艺条件、产气和造肥效果,最后得出了沼气干发酵技术是我国农业废弃物资源化利用的新方向的结论.     

沼气发酵温度对沼液粪大肠菌群去除效果的研究

为探讨沼液作为畜舍回冲水的可能性,研究了沼气发酵温度对粪大肠菌群的杀灭效果。在35℃条件下对TS为8%的猪粪废水进行沼气中温发酵28天后,废水中99.1%的粪大肠菌群被杀灭;但沼液中残留的粪大肠菌群数依然很高,不能作为畜禽舍的回冲水使用。在45℃和55℃的条件下对猪粪沼气中温发酵所排出的沼液进行3天的沼气高温发酵后,沼液中残留的粪大肠菌几乎全部被杀灭。上述结果表明,沼气中温发酵所排出的沼液依然残留有大量粪大肠菌群,可采用短期沼气高温发酵对沼液进行再处理以满足沼液安全使用的要求。     

沼气厌氧发酵生物催化剂研究进展与展望

综述了国内外厌氧发酵用多功能催化剂(如微生物、酶、营养物质、吸附剂、消泡剂、螯合剂及染料等)的研究进展,强调了催化剂在厌氧发酵中的作用,讨论了沼气发酵菌群、工艺控制和系统处理废弃物等方面的关键问题,突出了使用催化剂的技术优势,并对催化剂在厌氧发酵中应用的未来发展趋势进行了展望。沼气的生产不仅使生物质资源得到深度开发和循环利用,而且实现了废弃物无害化处理及多层次的资源化利用,变废为宝、化害为利,对解决人类社会所面临的能源危机和环境污染具有重大的意义。     

渗滤液回流条件下多层床厌氧干发酵产气特性

设计了一种试验规模的多层床式厌氧发酵反应器,以猪粪为发酵底物,稻草为调理料,试验研究在渗滤液回流条件下分层及不同床层厚度对厌氧干发酵产气特性的影响。结果表明:厌氧发酵床分层对原料累计产气量、最大产气量及甲烷体积分数等产气特性均有显著影响。床层厚度由250 mm降为150 mm时,累计产气率由135.7 L/kg增加到172.1 L/kg,提高了26.8%;最高日产气量由97.4 L增加至111.9 L,增加了14.9%,但日均产气量没有明显的变化;最高甲烷体积分数可增加9%,且最高甲烷体积分数出现的时间随床层厚度的降低明显提前。发酵床分层还对渗滤液的pH值和COD值有显著影响,250、200和150 mm 3个不同处理组的pH值从初始值分别升高了8.6%、6.5%和4.8%,COD下降了21.0%、15.0%和14.0%,即床层厚度明显影响渗滤液的入渗和回流效果。     

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。     

稻草与牛粪混合连续厌氧消化制备生物燃气研究

以挥发性固体比1:1的稻草与牛粪为混合原料,采用40 L有机玻璃反应器进行连续厌氧消化,考察不同有机负荷率(OLR)3～12 kg/(m3·d)及温度对厌氧消化性能及稳定性的影响.结果表明,高温消化在整个OLR范围内,池容产气率逐渐增加,最高达到5.26 m3/(m3 ·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3 ·d)时达到最大值489.6L/kg;中温消化在OLR为12 kg/(m3·d)时出现严重的VFAs抑制,在无挥发性脂肪酸抑制的OLR范围(3～8 kg/(m3·d))内,池容产气率逐渐增加,最高达到2.57 m3/(m3·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3·d)时达到最大值440.0L/kg;当OLR升高到8 kg/(m3 ·d)时,中温和高温发酵系统均出现了严重的污泥膨胀.     

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。     

蒸发法处理厌氧发酵沼液试验研究

采用蒸发法浓缩处理沼液,研究了低温蒸发、常压蒸发和减压蒸发过程对沼液浓缩的影响。结果表明:不同温度下(常温、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃)低温蒸发对浓缩沼液的氨氮质量浓度有较大影响,氨氮在蒸发过程中几乎全部损失(98%),对浓缩液营养物质的回收不利。沼液在不同p H值(2、3、4、5、6、7)的常压蒸发研究表明,当初始p H值小于等于4时,冷凝水的氨氮质量浓度低于41.0 mg/L,水质可以满足GB 18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。减压蒸发试验结果表明,相对真空度-0.03~-0.08 MPa对沼液蒸发过程影响不大。沼液不同初始p H值的减压试验结果表明,与常压蒸发相比,减压蒸发可以降低冷凝水中的氨氮质量浓度和化学需氧量(COD),提高冷凝水水质。减压蒸发在沼液初始p H值小于等于5时,冷凝水氨氮质量浓度在61.8 mg/L以下,可满足排放标准。因此,真空蒸发对整个系统的运行最为有利。     

甘蔗叶干法厌氧发酵正交试验

为确定甘蔗叶干法厌氧发酵的最佳工艺参数,选择堆沤方法、草粪质量比、发酵温度这3个关键因素进行正交试验,优化工艺参数.试验结果表明:甘蔗叶干法厌氧发酵最佳工艺条件为:自然堆沤、草粪质量比1、发酵温度38℃,验证最佳工艺条件下产气量为655.30 L.同时研究分析表明,猪粪对甘蔗叶干法厌氧发酵有较大影响,在猪粪量相对较少的情况下,提高发酵温度也能增加产气量;堆沤时添加绿秸灵和腐秆剂对甘蔗叶发酵没有效果.     

香菇废弃菌棒厌氧发酵产气规律正交试验

为探索高碳原料厌氧发酵产气特性,在(35±1)℃条件下,采用批式厌氧消化工艺对香菇废弃菌棒进行厌氧发酵试验。采用L9(33)正交试验设计,研究预处理天数、接种物质量分数和料液质量分数对香菇废弃菌棒厌氧发酵产沼气的影响,得出高碳物料厌氧发酵最佳工艺组合。结果表明:高碳物料并非厌氧发酵产沼气的最佳原料,但经适当预处理后其产气性能有较大提高,TS产气率达0.16 L/g,参比对照组增长128.57%。各因素对香菇废弃菌棒厌氧发酵产沼气影响的主次顺序为:预处理天数(极显著)、料液质量分数(极显著)、接种物质量分数(不显著)。同时应用多元回归理论建立多元回归模型,有助于预测香菇废弃菌棒不同发酵条件组合下的产气量。     

香蕉皮中温厌氧发酵产沼气性能研究

主要研究了以香蕉皮为原料在中温条件下批量厌氧发酵产沼气的可行性及性能,试验探究香蕉皮原料浓度和接种物浓度这两个因素在中温条件下对批量厌氧发酵产沼气的影响,分别记录产气情况,以及发酵完成后的pH值.结果表明,香蕉皮浓度3％和接种物浓度3％时,产气情况最好,加大接种物浓度会加重酸化,影响产气.     

混凝预处理厌氧发酵液对超滤膜通量的影响

膜滤方法浓缩沼液成为商品化液体有机肥工艺中,超滤膜堵塞现象严重。采用氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铝钾、硅酸钠和聚合氯化铝6种常见无机混凝剂,通过在线混凝-超滤的试验方法预处理沼液,研究其对超滤膜通量的影响。试验分2组进行,分别优选了最佳混凝剂及其最优投加量。研究结果表明：氯化铁效果最优,用量最省,在质量浓度8 g/L时可增加原水稳定通量14.38倍,用量仅为同等效果聚合氯化铝的1/3;随着氯化铁投加量的增加,相对通量呈现先增后降的趋势,并在质量浓度10 g/L处达到峰值,这与混凝过程中的再稳现象密切相关;综合考虑通量改善效果、污染物去除率和混凝剂用量等因素,认为投加氯化铁质量浓度8 g/L最佳。