NaOH和NaHSO_3预处理对小麦秸秆厌氧消化产沼气过程的影响

为改善秸秆的厌氧消化性能,提高产沼气的效率,文章采用NaOH和NaHSO_3对小麦秸秆进行预处理,考察了不同浓度组合预处理对厌氧发酵产气效果的影响。试验结果表明:4%NaOH和3%NaHSO_3预处理的应用效果最佳,与仅用4%NaOH处理的效果相比,日产气量和累积产气量分别提高了55.59%和72.34%,甲烷含量也增加了13.17%。综合来看,NaOH和NaHSO_3联合预处理可以有效提高小麦秸秆的厌氧消化效率。     

温度和生物预处理对稻草秸秆厌氧产气特性的影响

采用两种稻草秸秆进行生物预处理15d,30d,45d和60d后,在中温(35℃)和常温(25℃)条件下进行厌氧消化实验,研究牛物预处理后稻草秸秆主要成分的变化规律及其对产气量的影响.结果显示,经过生物预处理田中预腐稻草秸秆在中温条件下进行厌氧消化的累积产气量比常温条件下提高了10.5%～137.7%,而经生物预处理风干稻草秸秆在中温条件进行厌氧消化的累积产气量比常温条件下提高了22.1%～76.3%.因此,把中温消化和牛物预处理结合起来是提高稻草秸秆厌氧消化效率和产气量的有效方法.     

不同预处理条件对水稻秸秆厌氧消化产气性能的影响

为探索合理的预处理方法以实现水稻秸秆的高效厌氧消化,笔者研究了NaOH,H_2SO_4与纤维素酶处理3种预处理方法对水稻秸秆厌氧消化产气性能的影响。将经预处理的60 g干物质的水稻秸秆放入发酵瓶中,在恒温(35℃±1℃)下进行沼气发酵试验。比较不同质量分数的NaOH,H_2SO_4,不同投加量纤维素酶预处理水稻秸秆的厌氧发酵效果,综合原料分解程度、总产气量、气体组分含量变化等指标,得出6%NaOH,2%H_2SO_4,纤维素酶添加量为40 U·g-1TS的预处理效果要分别优于同一组中其余质量分数的NaOH,H_2SO_4和不同添加量的纤维素酶;对比不同处理方法预处理水稻秸秆厌氧发酵产沼气的效果,经过纤维素酶预处理的单位固体发酵产气量、底物分解率、甲烷体积百分数总体表现优于对照组、NaOH以及H_2SO_4预处理组。因此,生物预处理可能成为今后水稻秸秆沼气工程较理想的预处理方法。     

醋渣和芦苇混合厌氧消化产气潜力测定

文章考察了醋渣和芦苇的混合厌氧消化产气潜力,以4%NaOH预处理前后醋渣、芦苇、两者混合物料进行厌氧消化实验,并对实验结果进行了方差分析和修正Gompertz方程曲线拟合。结果表明:醋渣和芦苇有较好产气潜力,日产甲烷含量均可达58%,单位VS产沼气量为286 m L·g~(-1)VS和331 m L·g~(-1)VS,二者的混合发酵TS和VS去除率可达45.9%和48.9%;与未预处理的醋渣厌氧消化相比,用4%Na OH预处理醋渣,或将醋渣与芦苇混合,或醋渣-芦苇混合后再用4%Na OH处理,其厌氧消化均能明显提升产气性能。可使T90分别缩短4天,6天和10天,单位VS产甲烷量提高30.6%,29.0%和53.2%,TS(VS)去除率提高18.7%(25.0%),38.4%(15.3%)和56.0%(32.2%)。     

芦笋秸秆预处理与厌氧发酵制取沼气试验

为了促进芦笋秸秆原料沼气发酵系统的产气效果,利用NaOH在无流动水的条件下对芦笋秸秆进行了碱性化学预处理,并在小型沼气发酵装置上以不同预处理时间、粒径和NaOH溶液质量分数对芦笋秸秆木质纤维素的变化及产沼效果的影响进行了试验研究.结果表明,预处理时间15～20 d比不经预处理的试验组启动时间提早10 d;芦笋秸秆粉碎和切割后,不经筛分的试验组比经过筛分后的试验组启动时间提早5～15 d,发酵周期缩短23 d;5% NaOH处理的试验组比NaOH 10%处理和不使用NaOH处理的试验组总产气量分别高453.82%和84.58%.综合比较,预处理时间15～20 d、不经筛分和5%NaOH处理的条件下是较优的工艺条件,沼气发酵后其甲烷体积分数最高达70%,pH值大于7.5,均在正常范围内.     

奶牛场挤奶间废水对牛粪厌氧消化过程影响

文章研究了奶牛挤奶间废水经自然稳定处理后对牛粪厌氧消化产气性能的影响。结果表明,挤奶间废水经过自然稳定预处理,作为牛粪厌氧消化原料稀释水,对牛粪厌氧消化产甲烷过程有促进作用,COD去除率从30.19%提高到50.94%,同时,累积产气量从4085 mL提高到5828 mL。而且,添加废水后,发酵系统的日产气量和发酵液的VFA浓度,pH值稳定性都有所提高。因此,挤奶间废水经过自然静置处理可以作为发酵原料稀释水再加以利用。     

微晶化磷钾矿粉催化牛粪厌氧消化试验

为了提高沼气发酵效率和沼气产量,以不同磷钾矿粉为沼气发酵的功能催化剂,探讨其对牛粪厌氧发酵的影响。试验设8个处理,分别为空白处理(CK),添加2.5%(T1)、5.0%(T2)、7.5%(T3)、10.0%(T4)云南微晶化磷矿粉,5.0%(T5)河南微晶化磷矿粉,5.0%(T6)云南普通磷矿粉和5.0%(T7)河南微晶化钾矿粉。试验结果表明:微晶化磷矿粉量的增加,显著地提高了沼气累积产气量。添加7.5%处理的微晶化磷矿粉发酵启动最快,产气率最高,CH4体积分数达62.5%,VS去除率为61.99%,COD值为4 871.4 mg/L,VFA质量浓度为469.9 mg/L。当微晶化磷矿粉添加量高达10.0%时,VS沼气累积产气量下降到317.63 m L/g。添加7.5%微晶化磷矿粉是改善牛粪厌氧消化的最适添加量。     

芦笋秸秆预处理与厌氧发酵制取沼气试验

为了促进芦笋秸秆原料沼气发酵系统的产气效果,利用NaOH在无流动水的条件下对芦笋秸秆进行了碱性化学预处理,并在小型沼气发酵装置上以不同预处理时间、粒径和NaOH溶液质量分数对芦笋秸秆木质纤维素的变化及产沼效果的影响进行了试验研究。结果表明,预处理时间15~20d比不经预处理的试验组启动时间提早10d;芦笋秸秆粉碎和切割后,不经筛分的试验组比经过筛分后的试验组启动时间提早5~15d,发酵周期缩短23d;5% NaOH处理的试验组比NaOH 10%处理和不使用NaOH处理的试验组总产气量分别高453.82%和84.58%。综合比较,预处理时间15~20d、不经筛分和5% NaOH处理的条件下是较优的工艺条件,沼气发酵后其甲烷体积分数最高达70%,pH值大于7.5,均在正常范围内。     

H_3PO_4预处理水稻秸秆厌氧发酵产沼气的试验研究

为了探索水稻秸秆厌氧消化产沼气的特性,采用不同质量百分数H_3PO_4溶液对秸秆进行预处理,在中温(35℃±1℃),水稻秸秆和牛粪按1∶1配比的条件下进行了厌氧消化试验。比较总固体与挥发性固体的去除率、厌氧发酵消化时间、产气量等各项因素,可看出以6%H_3PO_4预处理试验组的效果最好。与对照组相比,TS和VS的去除率分别提高了15.5%和14.0%,累积产气量增加了421.66%,厌氧消化时间提前了9 d,表明6%H_3PO_4预处理是较优的工艺条件。     

餐厨垃圾与市政污泥混合比对共厌氧消化性能的影响

试验采用餐厨垃圾与市政污泥混合共厌氧消化的方法,在中温条件下(35℃±0.5℃),控制餐厨垃圾(F)与市政污泥(S)挥发性有机物(VS)的比例分别为0∶1,2∶1,1∶1,1∶2和1∶3,研究了不同混合比条件下,系统的产气性能,VS去除率以及对溶解性COD、溶解性蛋白质、溶解性碳水化合物的转化情况。结果表明,与市政污泥单独厌氧消化相比,混合共厌氧消化在提高产气量的同时也提高了系统内溶解性有机物的转化率。其中混合比例为2∶1组效果最佳,沼气产量达到451.29 mL·g~(-1) VS,相对于市政污泥单独厌氧消化提高了55.09%;VS去除率为66.51%,较市政污泥单独厌氧消化提高了20.51%;溶解性COD、溶解性蛋白质及溶解性碳水化合物转化率分别达到80.00%,94.38%和63.32%,比市政污泥单独厌氧消化分别提高了15.91%,42.17%及11.24%。说明餐厨垃圾和市政污泥混合共厌氧消化确实可以显著提高厌氧消化的效率。     

高有机负荷下UASB及UBF处理垃圾渗滤液效果对比

在（38±2）℃条件下,分别采用UASB和UBF厌氧反应器技术对生活垃圾渗滤液进行处理。结果表明:在厌氧运行过程中,有机负荷提升至15 kg COD（m3·d）,HRT为5 d,UASB厌氧反应器原料产气率为25.4~29.6 m3t,COD去除率高于94%,容积产气率为5.77~6.02 m3m3,CH4含量70%以上,pH值为7.21~8.25;UBF厌氧反应器原料产气率为22.7~25.4 m3t,COD去除率高于90%,容积产气率为4.99~5.60 m3m3,CH4含量66%左右,pH值为7.29~8.01。UASB厌氧反应器处理生活垃圾渗滤液效果优于UBF厌氧反应器。      

沼液预处理对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响

为探索不同沼液预处理时间对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响,进一步确定花卉秸秆沼液预处理的最佳时间,文章以云南四大切花混合花卉秸秆为原料,用沼液分别预处理1天,3天,5天,7天后在30℃下进行了批量式恒温沼气发酵实验。结果表明:沼液预处理3天的产气总量最高(预处理5天次之),预处理5天的产气峰值最高,预处理5天的能最快提升沼气含量,且在处理时间内随着预处理时间增加,原料产气速率加快,发酵时间缩短。综合确定花卉秸秆沼液预处理的最佳处理时间为5天。     

响应面法优化生物炭与牛粪混合厌氧发酵工艺

为了提高厌氧发酵产气效率,在单因素试验基础上,采用响应面法对厌氧发酵工艺参数进行优化,通过Box-Behnken中心组合试验设计,以厌氧发酵产气量为响应值,研究发酵温度、总固体浓度和生物炭添加量3个因素对厌氧发酵的影响,建立相关数学模型,并进行试验验证。结果表明:3个因素对厌氧发酵产气效率的影响均达到显著水平,最优工艺条件为发酵温度41℃,总固体浓度8.9%,水稻秸秆炭7.9%,在此工艺条件下,厌氧发酵产气量达到2735 mL±37 mL,与预测产气量2693 mL,两者偏差在2.0%以内。因此,所建模型能较好地用于生物炭与牛粪混合厌氧发酵产气量的预测。     

有机固体废弃物渗滤床高温干式厌氧发酵的中试研究

本研究以有机固体废弃物为对象,采用高温渗滤床干式厌氧发酵技术对其进行处理。将经过简单人工预处理的餐厨垃圾和果蔬垃圾,在自制的厌氧发酵装置内进行高温干式厌氧发酵,研究了有机固体废弃物发酵过程中的沼气累计产量、日产气量、pH值变化、氧化还原电位变化、COD变化、VFA变化、氨氮变化以及碱度的变化。结果表明,有机固体废弃物用渗滤床厌氧发酵工艺处理是可行的;减量化效果很明显。该研究为有机固体废弃物的大规模资源化利用提供了设计依据。     

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。     

牛粪厌氧发酵污泥回流试验

为提高两阶段厌氧发酵系统的效率,对混合使用在线活性污泥与后储罐最佳活性时段污泥的污泥回流工艺进行了研究。综合回流试验以进料质量分数、日进料量和污泥回流比为影响因素,以COD去除率、产气量为评价指标,采用二次回归旋转试验设计,研究COD去除率和产气量在各参数影响下的变化规律。结果表明：进料质量分数、日进料量和污泥回流比是影响两个评价指标的主要因素,其中混合污泥回流量的影响显著;试验得出该厌氧发酵系统的最优工艺参数为进料质量分数8.21%、日进料量7.15L/d、污泥回流比30%。     

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%。     

秸秆厌氧干发酵产沼气的微量元素筛选

为研究微量元素对厌氧干发酵产沼气效果的影响,采用Plackett-Burman试验对7种不同微量元素进行优化筛选,以产气效果为指标,筛选对产气量有重要影响的因子。试验结果表明:微量元素对秸秆厌氧干发酵有明显促进作用,最大产气量为7 922mL,比空白组提高76.1%;显著因子为Ni,Mg,Mo。     

打捆秸秆干湿联合发酵工艺技术研究

为充分利用厌氧干发酵工艺批次处理能力强并有效克服其物料发酵不彻底导致的产气效率低的难题,引入干湿联合厌氧发酵工艺。以水稻秸秆和新鲜猪粪为发酵原料,在35℃及发酵底物初始TS浓度为20%条件下进行厌氧干发酵,其中一组处理在实验第20 d时用纯净水将发酵底物TS浓度调节为9%改为湿发酵,两者对比结果表明:相比于干发酵,该干湿联合厌氧发酵工艺可有效提高稻秸纤维素和半纤维素的降解率,其中纤维素降解率可由20.5%提高到31.1%,半纤维素降解率可由48%提高到54.8%,虽对产气中甲烷含量影响不大,但试验周期内物料累积产气量可提高19%以上。     

一体化秸秆沼气发酵反应器设计

针对秸秆沼气发酵过程中存在的秸秆亲水性差、易结壳及进出料难等问题,设计了秸秆沼气发酵反应器。反应器采用两相分离发酵一体化结构,通过沼液循环回流,使秸秆始终处在高水分区域环境,营造良好的厌氧微生物的生存环境,同时在固液两相分离和沼液回流过程中使秸秆在反应器内形成上下流动的状态,从而达到自动搅拌和秸秆破壳功能。另外,在进料口处设置预处理罐,对进料口进行水封,并对物料进行预处理。该反应器结构简单、运行稳定、操作方便、节省动力,实现了预处理、自动破壳及两相一体化秸秆高效发酵沼气的功能,对促进秸秆综合利用、带动秸秆沼气工程的推广具有重要意义。