不同进料量对农业废弃物半连续厌氧发酵产气性能的影响

以牛粪与番茄秸秆混合物为发酵原料,7 d为一个进出料周期,进行不同进料量100,120,140,160 g/L混合物料的中温(35±1)℃厌氧发酵产气试验,以考察进料量对农业废弃物半连续式厌氧发酵产气情况及消化稳定性的影响。结果表明,进料量为140 g/L时,甲烷平均含量相对较高,达49.06%,且其波动幅度较小;容积甲烷产率较高,达0.141 L/(L·d),较进料量为100,120,160 g/L处理分别高出131.15%,13.71%,2.17%。从料液p H值、VFA、碱度等系列指标可以得出,进料量为100,120,140 g/L时,系统均能稳定运行;当进料量提高到160 g/L时,系统酸累积现象明显,开始趋于不稳定。因此,从甲烷产量和系统的稳定性综合考虑,140 g/L为适宜的推荐进料量。     

椰子废弃物干法厌氧发酵工艺研究

为解决椰子加工剩余废弃物资源的浪费与环境污染问题,进行了椰子废弃物干法厌氧发酵工艺的研究.每个试验组加入300 g椰子废弃物,发酵温度均为室温.前3组接种量分别为20％、30％、40％,第4组接种量为30％,发酵前用6％NaOH对椰子废弃物进行浸泡处理.试验结果表明,发酵原料中接种物含量越高,沼气产气量越大,且接种量为30％～40％为椰子废弃物干法厌氧发酵的最佳接种量范围.椰子废弃物经过化学预处理后,发酵启动速度加快,发酵周期缩短,沼气产量得到提高.因此,椰子干法厌氧发酵工艺的研究对解决椰子废弃物资源浪费及对环境污染等问题具有重大意义.     

蔬菜废弃物厌氧发酵产气特性

为探究蔬菜废弃物无害化处理效果,以菜花、甘蓝、白菜、西红柿废弃叶与牛粪为原料,在（35±1） ℃条件下,利用自行设计的沼气发酵装置,进行单因素厌氧发酵试验,通过测定发酵过程中的产气量、甲烷体积分数、pH等各项指标,对蔬菜废弃物及其与牛粪混合原料厌氧发酵产气规律和特性进行研究。结果表明：菜花叶（A组）、甘蓝叶（B组）、白菜叶（C组）、西红柿叶（D组）单独厌氧发酵会出现两个产气高峰,平均日产气量分别为503.8、584.7、538.3、615.7 mL/d,32 d的累计产气量分别为16 121、18 709、17 226、19 701 mL,其中甘蓝的平均甲烷体积分数最高为50.8%;菜花叶+牛粪（E组）、甘蓝叶+牛粪（F组）、白菜叶+牛粪（G组）、西红柿叶+牛粪（H组）厌氧发酵的平均日产气量分别为1 036.8、699.8、775.2、910.9 mL/d,47 d的累积产气量分别为48 729、32 891、36 434、42 812 mL,其中西红柿废弃茎叶与牛粪混合厌氧发酵的平均甲烷体积分数最高为54.0%。蔬菜废弃茎叶与牛粪混合厌氧发酵呈现发酵周期延长、产气量升高、甲烷体积分数增加的趋势。     

不同碳氮比对牛粪秸秆干法厌氧发酵产气及肥效的影响

本研究以秸秆和牛粪为原料,猪沼液为接种物,利用实验室自行组装的厌氧发酵装置进行干法厌氧发酵试验,探讨了在保证含水率80%前提下不同碳氮比对干法厌氧发酵产沼气及沼渣造肥的影响。结果表明,不同碳氮比下的产气量及甲烷含量有明显的差异,碳氮比为25时产气量最多且甲烷含量较高。对沼渣而言,其有机质和总养分含量都大于有机肥标准NY525-2012中的相应指标,并对种子发芽未有毒性作用,具有作为有机肥的潜力。     

不同接种量对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响

以玉米秸秆为发酵原料,在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵产沼气试验,通过改变接种物的不同比例,在35℃的条件下研究玉米秸秆厌氧发酵产气效果,试验结果表明:接种物与玉米秸秆的比例为1∶10时产气效果最佳。     

牛粪与玉米秸秆不同配比厌氧发酵的产气性能

【目的】研究牛粪与玉米秸秆不同配比混合厌氧发酵的产气性能,为提高厌氧发酵产气效率提供依据。【方法】采用自制的1 L厌氧反应器,以牛粪和玉米秸秆为发酵原料,设置牛粪与玉米秸秆干物质质量比分别为10∶0(对照), 8∶2,6∶4,4∶6,2∶8和0∶10共6个处理,在物料总干物质质量分数8%、发酵温度(35±1)℃条件下进行厌氧发酵产气试验,分析不同产气指标的变化规律。【结果】在产气方面,牛粪与玉米秸秆按不同比例混合厌氧发酵的4个处理日产气量变化趋势为先快速升高后平稳下降,发酵第2～3天达到产气峰值,较对照提前2～3 d;当牛粪与玉米秸秆的干物质质量比为2∶8时,累积产气量、甲烷总产量及挥发性固体产甲烷量均高于其他处理,分别达13 061.7 mL、6 911.4 mL和0.170 L/g,较单一牛粪发酵处理(对照)分别提高52.47%,41.48%和34.92%。在发酵系统稳定性方面,牛粪与玉米秸秆不同比例混合厌氧发酵的4个处理均在发酵第5天pH值达到最低,挥发性脂肪酸质量浓度达到最高,较对照提前2 d达到极值;发酵5 d时,牛粪与玉米秸秆干物质质量比为2∶8的处理pH值低于其他处理,为5.75,较对照降低了7.70%;挥发性脂肪酸质量浓度高于其他处理,为1 675.6 mg/L,较对照提高了59.04%。【结论】牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气效果优于单一原料发酵,且二者干物质质量比为2∶8时厌氧发酵具有较好的产气特性和发酵潜力。     

不同黄贮预处理对水稻秸秆干法厌氧发酵特性的影响

针对长三角水源区高C/N水稻秸秆干法厌氧发酵产气效率低的问题,利用自制全自动不锈钢发酵罐装置,探索了不同黄贮预处理技术对厌氧发酵效率的影响,并从预处理前后物料结构变化与降解效果方面对秸秆产沼机理进行了初探。结果表明,在发酵物料C/N为50的条件下,8 mg·L~(-1)Ca(OH)_2的稀碱处理组和稀释20倍沼液的微生物处理组产气效果最佳,单位干物质产气量分别达407 L·kg~(-1)VS与397 L·kg~(-1)VS,总产气量分别是对照组的1.64倍和1.59倍,可以达到最佳C/N条件下的80%～115%,表明适宜的预处理方式可在一定程度上解决因氮源不足造成的产气效率低下问题。两种预处理方式均可使水稻秸秆表面蜡质层、颗粒物与丝状物分解,进而提高纤维素类物质降解效率。研究表明,稀碱预处理可缓冲发酵前期酸化对产气的抑制作用,沼液处理组可显著提高发酵初期沼气中的甲烷含量,但所需预处理时间相对较长,约为稀碱预处理的4倍,工程应用中可根据实际需求选择适合的预处理方式。     

麦秸生物炭添加对猪粪中温厌氧发酵产气特性的影响

为探明不同热解温度生物炭添加对猪粪中温厌氧消化产气的影响,以400、500、600℃热解制成的麦秸生物炭(BC400、BC500、BC600)为研究对象,采用批次发酵试验,探讨了生物炭添加对猪粪中温(37±1)℃厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明:麦秸热解生物炭可显著(P0.05)提高猪粪发酵系统的产气潜力和甲烷含量,其影响从大到小依次为BC600BC500BC400。厌氧发酵49 d期间,添加生物炭处理的产气量和产甲烷量分别为260.7~288.7 m L·g~(-1)VS和163.7~185.5 m L·g~(-1)VS,较纯猪粪处理提高了77.1%~96.1%和78.1%~101.8%。同时,添加生物炭可明显提高猪粪厌氧发酵系统的消化效率(T90),缩短厌氧发酵的延滞期。不同热解温度麦秸生物炭对猪粪厌氧消化产气特征的影响明显不同,对畜禽养殖场沼气工程运行中的物料选择和条件优化有实际的指导意义。     

不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响

【目的】探索不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响,为餐饮废弃物最大资源化利用提供理论依据。【方法】用环境监测布点法检测陕西杨凌餐饮废弃物的有机成分含量,根据检测结果,采用农业部西北沼气分中心自行设计的厌氧发酵装置,选取产气量和甲烷含量作为指标,于55 ℃下考察不同原料配比对餐饮废弃物厌氧发酵的影响。【结果】各处理组产气特征差异明显。发酵第1～3天,第6组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=3∶4∶3)累计产气量最高,为5 410 mL,第11组最低,为3 150 mL;发酵第2天,第3组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=2∶4∶4)甲烷含量最高,为16.7%,第29组最低,为1.3%。发酵总过程中第10组的累计产气量、产气率和稳定产气阶段甲烷含量最高,分别为8 400 mL、140.94 mL/g和49.9%,表明餐饮废弃物高温厌氧的最佳原料配比为m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=4∶4∶2。【结论】确定了餐饮废弃物高温厌氧发酵中不同原料的最优配比,通过合理调控初始配比,可以实现对餐饮废弃物资源的最大化利用。     

CaO对鸡粪厌氧发酵产气性能影响的研究

本文采用德青源黄山生态园鸡舍掺杂有石灰的鸡粪[鸡粪（CaO）]和未掺杂石灰的鸡粪[鸡粪（无CaO）]为原料,对其进行发酵产气试验,底物添加浓度为3gVS/L,接种物有机负荷（F/M）为0.5,对日净产气量、VS产气潜力以及发酵液发酵前后的pH进行了测定.研究结果表明：（1）两种发酵物料在发酵的初期都可以正常发酵产气,鸡粪（CaO）产气高峰晚于鸡粪（无CaO）的产气高峰,而其峰值较高; （2）两种发酵物料的产气潜力曲线升高的速率在发酵前3d相似,而第4～8d,鸡粪（CaO）产气潜力增加的速率比鸡粪（无CaO）的快; （3）鸡粪（CaO）的产气潜力大于鸡粪（无CaO）的产气潜力,两种物料的产气潜力分别为439ml/g· VS和375ml/g·VS.     

人粪与不同原料配比对厌氧发酵产气影响

为提高人畜粪便和农作物秸秆资源化有效利用提供科学依据,研究了人粪与各种不同原料混合发酵的产气效率。试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以人粪、牛粪、鸡粪和玉米秆为消化原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固TS质量分数为8%条件下,进行批量厌氧消化试验,研究人粪分别与牛粪、鸡粪和玉米秆按不同比例(干物质质量比为1∶1、2∶1、3∶1)混合发酵的产气速率、累积产气量的变化。结果表明,在25℃恒温条件下,人粪与3种原料的混合发酵,均能正常产气,均能在厌氧发酵开始后的5～14d达最大产气速率,在30d左右各自的累积产气量均能达到总产气量的87%～92%,其中人粪与牛粪的混合产气效率最好,各组物料的3种配比的平均累积产气量分别为26713、21281和21227mL,各组物料的最优配比的最高产气速率分别为1500、1260和1100mL·d-1。在25℃下,人粪与牛粪混合发酵的最优配比为3∶1,人粪与鸡粪的为1∶1以及人粪与玉米秆的为3∶1,为人粪与不同原料配比的混合厌氧发酵提供了参考依据。     

草粪比对甘蔗叶干法厌氧发酵产气效果的影响

以不同的草粪比配制原料,进行厌氧发酵,研究草粪比对甘蔗叶干法厌氧发酵产气效果的影响。结果表明,草粪比为1∶1和2∶1的处理组产气速度快,有明显的产气高峰,在发酵前40 d就产生了大部分气体。草粪比为1∶1的处理组总产气量最高,达到1 218.46 L,甲烷含量稳定后持续25 d保持在60%以上,草粪比为2∶1的处理组总产气量849.20 L,甲烷含量持续18 d保持在60%以上,草粪比为1∶0的处理组总产气量335.50 L,甲烷含量稳定后保持在45%左右。草粪比为1∶1和2∶1的处理组总固体产气量相差不大,但明显高于草粪比为1∶0的处理组。因此,添加猪粪有利于甘蔗叶干法厌氧发酵的进行,两者混合发酵比单一发酵产气效果要好。在产气高峰之后及时更换物料,可维持较高的产气量以保证实际用气量。     

不同接种量对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响

以玉米秸秆为发酵原料,在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵产沼气试验,通过改变接种物的不同比例,在35℃的条件下研究玉米秸秆厌氧发酵产气效果,试验结果表明:接种物与玉米秸秆的比例为1∶10时产气效果最佳。     

不同高径比反应器对厌氧发酵产气特性的影响

圆柱形反应器的H/D（高径比）是影响厌氧发酵效率的一个重要因素,为此研究了在发酵液浓度、接种量一定的情况下,对H/D为2.18、4.66、5.00、6.66四种不同高径比反应器对COD（Chemical oxygen demand）去除率、容积产气率及平均容积产气率的影响。结果表明,H/D为2.18的反应器COD去除率最大,容积产气率、平均容积产气率也最大。     

不同预处理条件对于尾菜厌氧发酵产气效果的影响

以尾菜为发酵原料,常因"易酸化"导致产气失败.为了提高其能源化利用效率,试验以产气效果为评价指标,考察不同尾菜的厌氧消化产甲烷能力的基础上,研究超声波破碎、超声波清洗、碱液浸泡及沼液浸泡的预处理措施对产甲烷能力最佳和最差尾菜的产气影响.研究结果表明,在总固体(TS)浓度为3％和中温37℃下,菠菜、卷心菜、芹菜、油菜和白...     

冲厕沼液曝氧法除臭对厌氧发酵产气的影响

研究冲厕沼液曝氧法除臭对厌氧发酵产气的影响。结果表明,曝氧法除臭能使冲厕沼液中溶氧量明显升高,最高达到φ=2.1%;长期用曝氧法除臭的沼液冲厕,回流至厌氧发酵池中后会使其料液溶氧量微量升高而影响发酵产气,最高至φ=0.6%,其累计产气量比对照少10.8m3,沼气中CH4体积分数比对照低3.26%,且差异达到显著水平;溶氧量升高的冲厕沼液随粪尿进行酸化处理后溶氧量降低至φ=0.4%,有效地降低了冲厕沼液中的溶氧量,能够消除对厌氧发酵产气的影响;冲厕过程也能使冲厕沼液中的溶氧量升高,最大可以升高0.3%;料液溶氧量的微量升高不会终止发酵过程和改变厌氧发酵产气的一般规律。     

温度和碳氮比对木薯渣厌氧发酵产气量的影响

为研究温度和碳氮比(C/N)对木薯渣厌氧发酵制沼气过程中日产气量、累积产气量、容积产气率的影响,在统一干物质浓度、接种量的基础上分别进行为期31 d的的单因素试验.试验分别以C/N为25、30、35,发酵温度以30、35、40℃进行单因素三水平设计以优化木薯渣厌氧发酵的参数.结果显示,C/N在30时木薯渣厌氧发酵效果最好,发酵周期内平均日产气12.50 L,总累积产气量387.5 L,容积产气率为0.69 m3/(m3·d);发酵温度则在40℃时产气效果最佳,投料第5d达到日产气量最大值43.5 L,整个发酵过程总累积产气量295.3 L,平均日产气率9.53 L/d,干物质日产气率3.50L/(kg·d),容积产气率0.53 m3/(m3·d).     

温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响

通过自行研究设计的恒温发酵装置,以菠萝叶渣为发酵原料,在C/N为25∶1,总固体物浓度(TS)为20%,接种量为30%的条件下,在25～40℃温度范围内,以5℃为梯度,进行批量厌氧发酵试验,研究发酵温度对菠萝叶渣厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明,发酵温度为35℃的试验组的产气量为662.8 L,明显优于其他3组;而发酵时间也稍小于其他3组,而甲烷含量与其他3组相差不大。菠萝叶渣厌氧发酵在其发酵温度时产气速率、产气量均随温度的升高而增大;当超出35℃时,产气速率减小,产气量下降。说明发酵时间不是随着温度的升高而缩短,单一以温度来断定发酵时间的长短是不切合实际的。     

不同接种量对稻秆厌氧发酵特性的影响

以稻秆为原料,厌氧发酵后剩余的沼液为接种物,在中温35℃的条件下,采用批式发酵试验,研究接种量分别为40、80、120 g 3个处理对其产气特性的影响。结果表明,适量的接种物可以提高消化系统的缓冲能力,有利于产气高峰提前,同时对稻秆的降解有促进作用。其中接种量为80 g的总产气量最高,为3 452 mL;TS产气量达到256.27 mL·g-1;分别比接种量为40和120 g的试验组高93.71%和15.14%。     

微波辅助对秸秆厌氧发酵过程的影响

以秸秆为研究对象,通过研究产气量、发酵液p H值、挥发性有机酸浓度、秸秆降解率和纤维素、半纤维素的分解率等参数,比较了37℃条件下不同微波处理时间(每天10、20、30、40 s)对秸秆厌氧发酵效果的影响。结果表明:微波辅助厌氧发酵能够提高秸秆发酵累计产气量,其中每天处理30 s产气量从对照组的5 765 m L提高到7 428 m L;发酵过程中发酵液p H值与发酵液中挥发性有机酸的含量呈正比;微波处理后秸秆失重率提高。说明秸秆厌氧发酵过程中每天微波处理30 s,能够显著促进纤维素、半纤维素分解,提高产气量。