发酵液循环对互花米草沼气发酵的影响

互花米草产沼气属于固态发酵，发酵过程介质传递效果差，并且很难通过传统搅拌技术得到克服。本文通过试验，研究发酵液循环促进互花米草沼气发酵过程中介质传递，提升发酵效率的可能性。试验设置发酵液循环和无循环两组，反应温度控制在（35±2）℃，反应周期45天。结果表明，发酵液循环对互花米草沼气发酵的产气速率、总产气量和原料利用率等方面均有较大的积极效果。发酵液循环组第9天就达到产气峰值，比无循环组早13天；发酵液循环组总产气量达到49270ml，比无循环组多6125ml，高出14.17％；日累积达50％和60％总产气日期，发酵液循环组比无循环组分别前移8天和7天。产气趋于完成时开始出现维持性低水平产气，其出现的时间发酵液循环组在第23天，比无循环组提前4天。此外，发酵液循环组的发酵过程也比无循环组相对稳定和呈规律性。     

垃圾干发酵沼气池杀卵灭菌实验研究

本文用干发酵沼气池地处理城市生活有机垃圾,观察杀卵灭菌的卫生效果,结果表明:钩虫卵和蛔虫卵的杀灭效果均随沼气池发酵时间的增长而显著增高,经发发酵40天以上,沼气池内各层钩虫卵全部死亡;经发酵4个月时,沼气池内上层蛔虫卵死亡率为85％,中层为95％,下层为100％,同时,细菌总数比发酵前下降98％以上,大肠菌群完全转阴。可见,干发酵沼气池杀卵灭菌效果是肯定的,但要完全杀死寄生虫卵,达到无害化处理的卫生评价指标,干发酵周期以4个月为宜。     

中高温条件下羊粪与芒果废弃枝叶混合厌氧发酵产沼气研究

为研究中高温下条件下羊粪与芒果废弃枝叶混合厌氧发酵的产沼气特性影响,选取风干后的羊粪与芒果废弃枝叶进行厌氧发酵产沼气试验。试验设置5个配比：单一羊粪、单一芒果废弃枝叶、羊粪与芒果废弃枝叶(1∶1、1∶3、3∶1)3个配比,在3种恒温温度(35℃、45℃、55℃)下进行厌氧发酵,共计15个处理,发酵周期32天。试验结果表明：相对于芒果废弃枝叶单一发酵,羊粪与芒果废弃枝叶混合发酵可获得较好的产气效果,但相对于羊粪单一发酵,各温度下混合发酵的产气量并没有更好的表现。综合比较,羊粪和芒果废弃枝叶混合发酵在配比3∶1、45℃发酵状态下的发酵完成时间最短为17天,且TS产气率和VS产气率最大,具有一定的产气潜力。     

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.     

不同恒温条件厌氧发酵的沼气成分研究

为了研究发酵温度对厌氧发酵产沼气的成分影响,在4个11.5 L的发酵罐中进行了恒温19℃,30℃,37℃和52℃的鲜牛粪厌氧发酵实验,并用沼气分析仪实时测量了沼气成分。实验结果表明,37℃恒温厌氧发酵的产气量和产甲烷量为最大,其发酵周期为22天,在发酵周期内干物质产气率为0.31 m3.kg-1,池容产气率为0.76 m3.m-3d-1,平均甲烷含量为53.59%;19℃厌氧发酵的产气量和产甲烷量都为最小。     

沼气发酵动力学研究

根据酶促反应动力学原理,我们研究了麦秸在35℃条件下不同浓度的沼气发酵反应规律。将测定的甲烷产率与底物浓度的相关结果,根据米氏方程V=Vmax·[S]/(Km+[S]),采用Lineweaver-Burk双倒数作图法,求出了麦秸沼气发酵的Km=66.67(克/升)和Vmax=1.74(升甲烷/升·天),利用这两个数据可以计算出利用麦秸进行沼气发酵时任意浓度的甲烷产率,为研究沼气发酵规律提出科学数据。在研究中同时发现,当底物浓度大于7％,则会因酸化和甲烷化速度的不平衡而使发酵液的pH降至5.5左右,使产甲烷菌的活动受到抑制。另外还观察到在总挥发酸浓度变化于6000—1000ppm之间,或当乙酸浓度变化于3000-500ppm之间时,沼气发酵出现并维持产气高峰。     

以秸秆和猪粪为原料半两步沼气发酵中试研究

用秸秆和猪粪为原料,分别投入固体床及水压式沼气池内,进行半两步常温沼气发酵。固体床最高挥发酸浓度达12g/l,产酸期25天,后期产气约40天,夏季平均产气率为0.4m~3/m~3·天。沼气池内进入猪粪和酸水,产气率显著提高,池温在10—15℃变化时,产气率达0.2—0.5m~3/m~3·天,池温在15℃以上时,产气率保持在0.5m~3/m~3·天以上,最高产气率为0.8m~3/m~3·天。在208天运转期内,沼气池平均产气率为0.48~3/m~3·天。总装置平均产气率为0.35~3/m~3·天。每公斤TS平均产气量为279.7升。该工艺可解决秸秆原料进出沼气池的困难。     

农村沼气干发酵的研究

本文报道了用作物秸秆和牲畜粪便作发酵原料,总固体(TS)含量在20％以上,呈固体状态的沼气发酵三年的试验研究结果。在平均气温为25～27℃时,发酵100～120天,平均池容产气率达0.3—0.37M~3/M~3发酵容积·天,原料利用率为250升沼气/kg·TS左右,气体中的甲烷含量在56—67％之间。产气量比相同容积的水压式沼气池提高1.33—2.02倍。此外,作者对沼气干发酵前后原料成分的转化和碳素平衡进行了测定和分析,提出了本工艺的主要技术措施、以及这些措施的发酵参数。并对工艺过程中的pH控制和挥发酸的变化等问题进行了较详细的分析和讨论、     

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.     

压强与产气量的关系

本研究包括两个内容:室内小型试验和5立方米沼气池对比试验,通过试验以求了解压强与产气量的关系。试验结果表明:①沼气池内沼气压强的大小直接影响产气。室内小型试验,发酵温度30℃,常压组与77厘米水柱压强组相比,总产气量前者约为后者的248％。又10厘米水柱压强组与100厘米水柱压强组相比,总产气量前者约为后者的180％。同时,低压组比高压组产气维持的时间要长。②室内小型试验,水压式组的总产气量与20厘米水柱低压组比较接近。但是,与100厘米水柱高压组相比,总产气量约高出1.3倍。③5立方米沼气池对比试验,常温发酵,一年测定的结果,10厘米水柱压强组比70厘米水柱压强组的产气要高14.5％。同时,前者比后者早产气约一个半月时间。     

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。     

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。     

不同配比牛粪与农村生活废弃物混合发酵的产气潜力研究北大核心

在恒温35℃和发酵液TS为8%的条件下,研究了不同配比(TS质量比分别为1∶9,3∶7,5∶5,7∶3和9∶1)奶牛粪和果蔬废弃物、奶牛粪和餐厨垃圾以及肉牛粪和果蔬废弃物混合发酵的产气效果。结果表明,累计产气量和TS产气量最高的是配比为5∶5的奶牛粪和餐厨垃圾,分别达20702 mL和259 m L·g^(-1),最低的则是配比为3∶7的奶牛粪和餐厨垃圾,分别仅为1173 m L和15 m L·g^(-1)。发酵过程中牛粪与生活废弃物以5∶5,7∶3和9∶1配比混合发酵的pH值均维持在6.0~7.5之间,厌氧发酵累计产气量均较高;而配比为1∶9和3∶7时,发酵过程中pH值几乎均低于5.5,厌氧发酵受到明显抑制。因此,在牛粪与生活废弃物混合发酵时,增加牛粪比例可提高厌氧发酵的累计产气量和发酵液中pH值的稳定性。     

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。     

低浓度启动沼气干发酵研究

本文介绍了一种低浓度启动的沼气干发酵方法,指出控制启动浓度可防止或减轻沼气干发酵的酸抑制。当发酵浓度为22％和24％时,采用8—10％的启动浓度,产气量分别比对照提高11.9—14.3％和31.6—33％;启动期由15天之久缩短到3—7天.并指出低浓度低碳氮比原料启动效果更好。     

小麦秸秆调节猪粪碳氮比对产沼气的影响

通过模拟沼气发酵试验,笔者研究利用小麦秸秆调节猪粪碳氮比对沼气产气量的影响。结果表明:低温条件下,碳氮比为22(CK)的纯猪粪处理,产气速率最快,产气量最大,说明碳氮比为22的猪粪直接作为沼气的发酵原料最好;高温条件下,利用秸秆调节猪粪碳氮比为25的处理总产气量大,产气速率适中,有利于沼气稳定产气,避免高温条件下产气过量污染环境。     

猪粪厌氧干湿发酵产气效率对比

为了对比研究猪粪厌氧干湿发酵的产气效率,文章在中温37℃±1℃,接种物与原料的比例为1∶1的条件下,设置发酵浓度分别为8%和20%进行猪粪厌氧发酵产沼气实验。结果表明:猪粪厌氧湿发酵(发酵浓度为8%左右)的发酵产气周期要比猪粪厌氧干发酵(发酵浓度为20%左右)的更短;猪粪厌氧干发酵的VS产气率以及VS降解率均要高于猪粪厌氧湿发酵,且VS产气率提升了22. 10%;猪粪厌氧干湿发酵降解过程与Logistic方程的相关系数R~2均高于0. 99,Logistic方程可很好的反映猪粪厌氧干湿发酵过程的规律。     

猪粪麦秆不同比例混合厌氧发酵特性试验

以猪粪、麦秆为原料,研究了35℃下二者按不同比例混合对厌氧消化产沼气的影响,分析了消化过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、原料去除率、pH值以及氨态氮质量浓度的变化。结果表明,猪粪与麦秆配比（干物质量比）1∶1时产气量最大,为383.0mL/g,是麦秆单独发酵产气量（231.8mL/g）的1.6倍;混合原料（猪粪和麦秆配比分别为1∶1、2∶1、3∶1）的VS去除率均在37%以上,比麦秆提高12.0%～26.9%;添加猪粪可提高发酵液中氨态氮含量,较麦秆提高35.6%～64.8%。因此,合理调控粪秆混合厌氧发酵的比例,能提高秸秆的产气率和利用率。     

高密度方捆稻秸干发酵温度分布特性和产气效果研究

发酵过程中温度的分布及其变化是沼气工程高效稳定运行的关键,文章以高密度方捆秸秆和猪粪为原料进行常温发酵,采用渗滤液回流和太阳能温室的手段增强传热传质效率,研究分析了中试规模下常温发酵温度场的分布特性和产气效率。结果表明:发酵周期内,库内物料均温呈现迅速上升后缓慢降低的趋势,日均温变化≤0.2℃,沼液温度在发酵周期内呈上升趋势;而各层的平均温度高低呈现第3层第1层第2层,其稳定性呈现第3层第2层第1层;日产气量随着温度的增加而增加,至峰值后下降并保持稳定,日产气量到达峰值的时间比物料均温到达最高值的时间略有延迟,此次试验的有效容积产气率为0.33 m3·m-3d-1,发酵稳定后甲烷浓度保持在50.42%以上。     

化学促进剂对寒区猪粪沼气发酵的影响及其工程示范

为研究寒区猪粪厌氧发酵产沼气时化学促进剂对反应体系发酵产气的影响,文章进行了化学促进剂的筛选试验以及最佳组合的配比试验,最后进行现场工程投加示范。实验结果显示,除Mo外,添加微量元素和生长因子都改善了产气量,其中,以酵母粉与Fe,Co,Ni的组合最佳;在最佳组合的四因素中,对累计产气量影响程度依次为:酵母粉﹥Co﹥Fe﹥Ni;最优组合为Fe Cl2·4H2O∶Co Cl2·6H2O∶Ni Cl2·6H2O∶酵母粉=3∶1∶1∶1;工程现场投加0.01%化学促进剂后,在10天的沼气发酵观察中,容积产气率基本都维持在0.3 m3·m-3d-1以上,最高达0.37m3·m-3d-1。通过以上结果可知,添加化学促进剂(以酵母粉与Fe,Co,Ni的组合最佳),可以提高低温环境下厌氧发酵的沼气产量和产率,并具有经济可行性和实际效益。