物料浓度对畜粪厌氧消化的影响

在牛粪厌氧消化中,物料浓度影响厌氧消化的产气量和产气速度。试验结果表明：物料浓度为10%的牛粪发酵液,产气速度快、总产气量最多、COD去除率也最多;物料浓度为6%的牛粪发酵液,产气量和COD去除率最少。同时,物料浓度也影响厌氧消化过程中NH4-N的浓度。当物料浓度低时,NH4-N的浓度也较低;当物料浓度增加时,NH4-N浓度也相应的增加。     

接种物特性对牛粪高温厌氧发酵的影响

为了提高牛粪高温厌氧反应体系CODCr和BOD5去除率及产气速率,对混合污泥(V二沉污泥:V消化污泥=1:1)和单种污泥培养的接种物分别与14.7%的牛粪料液混合,进行了厌氧发酵特性的研究.探索了高温条件下接种物对牛粪厌氧发酵的影响.结果表明,在物料浓度一定的条件下,混合污泥培养的接种物厌氧体系的产气量高于单种污泥培养接种物的厌氧体系.该体系的CODCr和BOD5的去除率分别为70.6% 和61.9%,产气量达 330.4mL/gCODCr,而且厌氧发酵启动速度快,pH值变化范围小,产气过程平稳.     

蚓粪对厌氧发酵影响的初步研究

为了探究蚓粪对废水厌氧发酵的影响，在厌氧发酵瓶中加入了质量为废水质量5％的蚓粪，使其与不加蚓粪的发酵瓶在同等条件下进行厌氧发酵，从产气量、pH值、COD降解速度等方面进行了两期的对比研究。试验结果表明在加入蚓粪初始，即第一期，试验组比对照组产气量高，pH值有利于发酵进行，但由于蚓粪的加入，厌氧发酵瓶内废水的COD浓度也增大了，这样会加大前期厌氧反应器运行负荷；而在消除蚓粪本身产气的第二期，发酵产气量、COD降解速度都明显优于对照组。试验结果表明，蚓粪对厌氧发酵微生物有明显的促进作用，沼气发酵反应器中加入5％的蚓粪，可以提高沼气产率与GOD降解速率，使pH值更趋稳定。     

以活性炭纤维为载体厌氧处理牛粪的实验研究

以活性炭纤维为载体,在10%、7.5%和5%等3个载体填充率水平下,对反应器的容积产气率、COD去除率以及所能达到的最佳效果做了比较试验,并用扫描电镜观察了载体挂膜前后的微观结构.实验结果显示:添加载体的反应器内的物料,经过一段时间的启动运行以后,其内容积产气率逐渐增大,并超过了不加载体的反应器.当进料量为3.2L/d时,7.5%填充率的反应器达到最高产气率1.15m3/m3·d,比空白对照提高了20%,vs产气率为1.5L/g[vs],COD去除率达到70%以上,效果最佳.     

稻草与畜禽粪便混合物厌氧消化快速启动研究

大型沼气工程的启动需要有大量的外源接种物,这使得启动成本增高。为了实现沼气工程低成本快速启动,文章以稻草与粪便(牛粪、猪粪)按0∶1,1∶2,1∶1,2∶1和4∶1(VS比)混合后,在不外加接种物的情况下直接启动。结果表明:除稻草与猪粪4∶1混合外,不同比例的稻草与粪便混合后均能启动成功。添加不同比例牛粪的启动效果优于添加猪粪的启动效果,同时在不外加接种物的情况下,少量稻草与粪便混合的启动效果优于单独粪便的启动效果。稻草与牛粪和猪粪的混合比例均为1∶2时效果最佳,单位VS产气量分别为258 m L·g~(-1)和187 m L·g~(-1),T_(80)(累积产气量达到总产气量80%时所需的时间)分别为29 d和39 d,氨氮分别为434 mg·L~(-1)和728 mg·L~(-1),碱度为5250 mg·L~(-1)和5300 mg·L~(-1)。两种混合方式都可以快速启动且厌氧系统性能稳定,该研究结果可为大型沼气工程启动提供技术支持并可大大节省启动成本。     

牛粪高浓度厌氧消化的试验研究

高浓度物料厌氧消化容易产生酸抑制现象.试验在中温条件下,以牛粪为消化原料,通过研究厌氧消化的启动阶段及消化过程中累计产气量、原料降解率等指标的测定,分析消化浓度对物能转化量的影响.结果表明,选取活性良好的接种物,降低启动时的TS浓度(2％～5％),并增加投料次数和延长投料时间间隔,可以有效地解决酸化问题.在消化浓度为8％,且分三次进料的条件下,累计产气量和投入TS产气量最高,分别为38525 mL和0.20 m3·kg TS-1.探讨了在实际沼气工程中,当消化浓度为8％时,可将水力滞留期(HRT)控制在30 ～35 d;当消化浓度为10％时,可将HRT控制在35 ～40 d.     

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...     

以酒糟为原料的沼气发酵条件研究

试验研究了以甜高粱秸秆非粮乙醇生产过程中形成的酒糟为原料进行沼气发酵的特性。分析了温度、TS浓度、接种物添加量以及pH值等条件对酒糟沼气发酵的影响。研究结果表明,在高温55℃,TS浓度3.3%,接种物添加量1.5%,并在发酵前对发酵液pH值进行调节的条件下,酒糟产气在第9天达到最大峰值3710 m L·d-1,产气周期为32天,原料产气率高达509 m L·g-1TS。研究结果可为以酒糟为原料进行的沼气发酵提供一定的理论依据。     

马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化工艺参数优化

为了探索马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性和优化工艺参数,采用二次正交旋转组合设计,研究了物料质量分数、碳氮比和接种物质量分数3个因素对马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性及其规律,以总固体产气率为响应值得出二次回归模型和优化工艺参数,并采用Design-Expert软件对回归模型进行了优化和降维分析。通过上述试验研究,得到最佳工艺条件为:物料质量分数为9.87%、碳氮比为18.73、接种物质量分数为20.82%,预测总固体产气率为54.55 m L/g。3个因素影响主次顺序依次为接种物质量分数、物料质量分数和碳氮比,各因素间交互作用以接种物质量分数与物料质量分数的交互作用最明显。通过验证试验得出,模型预测值与试验值之间相对误差小于5%,方差分析不显著,模型拟合较好。     

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。      

城市垃圾渗滤液厌氧消化试验研究

文章通过试验分析30℃条件下城市垃圾渗滤液的沼气发酵潜力。试验以垃圾渗滤液为发酵原料,实验室长期驯化的秸秆类厌氧活性污泥和猪粪为接种物,在30℃条件下,进行批量式沼气发酵试验。结果表明:接种物的种类和性质影响垃圾渗滤液的厌氧消化过程。以秸秆类厌氧活性污泥作为接种物,城市垃圾渗滤液的原料产气率为0.80 m L·g~(-1)COD,COD降解率为78.83%,氨氮含量提高了1.38倍,总磷含量有所下降,降解率为9.7%。但以长期驯化的猪粪为接种物,垃圾渗滤液厌氧消化过程发生酸化,不能成功启动。     

蚕沙沼气发酵条件初步研究

采用L9（3^4)正交设计法，对影响蚕沙沼气发酵的基质浓度、原料配比、pH值、接种物种类等主要因素的综合效应进行了初步研究。结果表明，在自然温度及C／N为25／1条件下，原料配比和适当的pH值是确保蚕沙沼气发酵正常进行的关键。从中优化出蚕沙沼气发酵的基本条件为：蚕沙与猪粪比为1：1，pH值在中性或微酸性范围（6．5），用沼池底部污泥作接种物（接种量10％），基质浓度为6％－10％范围。在上述条件下，蚕沙与猪粪混合进行沼气发酵启动1d后开始进入正常状态，120d的日均产气量比纯蚕沙增加126％，沼气中的CH4含量达71．2％，比对照提高40．2％。     

鸡粪与玉米秸秆混合“干-湿两相”厌氧发酵启动研究

目前我国的厌氧发酵沼气工程多是单一物料和单相发酵,产气效率不高。针对这一问题,试验利用干发酵和湿发酵各自优势,研究了两相厌氧反应器对玉米秸秆和鸡粪不同配比情况下厌氧发酵的启动过程。产酸相选用TS浓度20%的干发酵,产甲烷相选用TS浓度3%的湿发酵,发酵温度均为37℃±1℃。试验结果显示两相反应器均能较快完成启动。产酸相启动试验中纯秸秆组、混合组和纯鸡粪组的产酸相停留时间(HRT)分别为4天,6天和9天。产甲烷相启动试验中纯秸秆组、混合组和纯鸡粪组的产甲烷相启动时间分别为23天,21天和15天。     

CSTR处理低浓度豆腐废水的启动研究

为探究全混合式(CSTR)反应器处理豆腐废水的启动实验,在常温条件下对自行设计的CSTR反应器进行了相关实验。结果表明：在启动后的运行时间30 d后,进水COD为3500 mg·L^-1,水力滞留时间为10 d, COD去除率达到了99.51%,池容产气率达到了0.46 L·L^-1d^-1,甲烷的质量分数达到60.69%。所以,对CSTR高效厌氧反应器的低浓度废水启动方式是可行的,对原豆腐废料的降解方式也是可行的,为今后对CSTR高效厌氧反应器的设计应用提供了一种新型启动方式。     

不同预处理对茶树叶厌氧发酵产气的影响

文章以茶树叶为发酵原料,厌氧活性污泥为接种物,在接种量为25%,配料TS浓度为7%和恒温35℃下,研究了纤维素酶预处理、高温蒸煮处理与Na OH预处理3种预处理方法对茶树叶厌氧发酵产气性能的影响。试验数据经过改Modified Gompertz模型处理,获得相应的厌氧消化动力学参数(最大累积产气量、最大产气速率和滞留时间),并计算出TS和VS评价指标。分析结果表明:经纤维素酶与Na OH预处理可以不同程度提高产气能力,并缩短发酵启动时间。Modified Gompertz模型拟合不同预处理茶树叶厌氧发酵累积产气量随时间变化具有较好相关性,拟合结果中质量分数4%的Na OH预处理茶树叶产气效果最好,发酵累积产气量2860 m L,最大产气速率127.9m L·d-1,总固体产气率、挥发性固体产气率分别为109.58 m L·g-1,116.73 m L·g-1,优于其他实验组与对照。因此,碱处理可能成为今后茶树叶沼气工程较理想的预处理方法。     

不同阶段沼液作发酵接种物对牛粪产气的影响

在牛粪厌氧发酵中,不同阶段沼液的物理、化学性质及微生物种群有较大差异,利用不同发酵阶的沼液作接种物必然会影响到系统的产气特性。实验结果表明:以发酵20天的发酵沼液作接种物可以加快反应速度,增加产气量,提高COD去除率;用60天的发酵沼液作接种物不利于产气的进行。     

接种比对玉米秸秆水解产酸过程VFA浓度和产气量的影响

文章以厌氧污泥为接种物研究接种比对玉米秸秆水解酸化的影响。在有机负荷为50gTS·L-1的情况下,对底物与接种物比值(S/I)分别为2,4,6,8,10和无接种的情况下进行批式厌氧消化对比试验。结果表明:随着S/I的增加,出料VFA浓度呈先升高后降低的趋势,产气量逐渐减少;最佳S/I值为4,其出料中的pH值,VFA浓度,TS和VS去除率分别为4.9,10799.3mg·L-1,14.9%和15.1%。适量的添加接种物对秸秆水解酸化反应具有积极影响,同时确定了秸秆水解酸化反应的最佳时间为8d。水解酸化过程中,S/I=2和4时累积产气量最高,分别为2800和1940mL;S/I=4时,H2产量较高,为722mL。一级动力学模型可以很好地表征酸化阶段的VFA产量,S/I分别为2,4,6,8,10和无接种的条件下酸化产物生成的速率k1分别为0.34,0.27,0.29,0.34,0.39和0.52d-1。     

一种新型卧式高渣物料厌氧消化器的设计与应用

卧式高渣物料厌氧消化器是一种新型高效的沼气发酵装置。利用自制的有效容积为600 L的卧式高渣厌氧反应器实验装置对奶牛粪便进行处理。实验结果表明,24 min的搅拌时间,10%TS的进料浓度,50 L.d-1的进料量都能保证最大程度的产气量及容积产气率。     

牛粪与超声预处理污泥中温混合厌氧消化效果

文章以牛粪和超声预处理污泥为发酵原料,在恒温35℃±1℃及底物浓度为15 gVS·L~(-1)的条件下,采用正常运行的大型沼气池沼液作为接种物,研究不同配比(VS_(污泥)∶VS_(牛粪)分别为1∶0,2∶1,1∶1,1∶2,0∶1)对混合厌氧消化效果的影响。研究表明,在35℃±1℃条件下,超声预处理污泥与牛粪的比例为1∶2时累积产气量高于其他4种比例,VS产气率达到了470.33 mL·g~(-1),甲烷产量在发酵稳定后达到了58.68%。发酵过程中pH值,NH_4~+-N,COD的变化表明了混合厌氧消化能够平衡营养物质,稀释有毒物质,具有协同作用,发酵过程中未出现酸抑制以及氨抑制。进一步研究得出,将超声预处理污泥与牛粪按一定比例混合发酵可以将产气高峰提前,并出现"双峰",提升产气速率,大幅提升了原料的产气潜力。     

用UASB反应器处理高浓度人粪分离液的低温启动研究

本试验研究了用ＵＡＳＢ反应器处理高浓度人粪分离低温启动过程中，污泥量，冲击负荷与启动时间对ＣＯＳ去除率和产气量的影响，由此得出几个重要的回归经验公式，推导出最佳污泥拥有量。