干法沼气工程发酵技术现状及发展趋势

干法沼气发酵技术作为有机固体废弃物能源化处置与利用的有效途径,发酵过程无沼液消纳问题,反应器容积小,容积产气率高,近年来已逐渐成为世界各国固体有机废弃物资源化技术研究的热点。本文综述了国内外干法沼气工程发酵技术现状和主要发展工艺,分析了沼气干法发酵关键技术设备,并展望了我国有机固体废弃物干法沼气发酵技术的发展趋势。     

间歇式干法沼气工程自动监控系统的研制与展望

间歇式干法沼气工程已经在德国、瑞典等欧洲国家得到了普遍的应用.在引进车库型间歇式干法沼气工程的同时,对其自动监控系统进行研制与分析是非常必要的.为此,根据工程相关设备及系统运行要求,研制一种适用于车库式间歇干法沼气工程的自动监控系统.     

浅析秸秆藤蔓集成能源化综合利用技术

随着石化能源的日趋紧张,国外一些发达国家在上世纪末就已经开始了关于生物质能源综合利用方面的研究,比如,德国在政策支持下,通过利用秸秆牧草、畜禽粪便,建立了遍布全国的沼气工程,截止到2004年为止,建立了超过2000家的沼气工程。国外对干法发酵技术的研究起步较早,并且德国巴伐利亚州研发出了商业实用技术。美     

沼气工程装备研究应用现状与展望

沼气技术作为一项处理废弃物并能回收能源的环境工程技术,在世界范围内受到广泛关注。欧洲的沼气工程技术最为发达,沼气工程技术的成熟不仅与其先进的沼气发酵技术有关,也与其高度发展的自动化装备技术也密不可分。文章介绍了我国沼气工程预处理、沼气发酵、搅拌等装备的研究应用现状,通过与欧洲沼气工程的比较分析了我国沼气工程装备存在的问题,并对我国沼气工程装备市场、规模及发展趋势做出了展望。     

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。     

预均化堆放农业有机废弃物的厌氧发酵技术

沼气发酵无论是干法或湿法,就产能而言,都是效率较高的方式。在日处理量上沼气发酵较焚烧、填埋等方式较低,不能对大量的城市垃圾和农村农业废弃物进行快速处理,采用预均化堆放沼气干法发酵是解决这一难题的办法。采用堆放式沼气干法或半干半湿发酵技术可以大规模处理有机废弃物,解决农村农业废弃物量大和城市有机废弃物垃圾围城的问题。在对大量废弃的有机质原料进行堆放之初,预先把原料的pH值、CN调配和温度保持等因素进行初步控制,并预均化堆放,采用保温复膜厌氧技术是快速处理大量有机质废弃物,使其快速高效发酵产气的手段之一。沼气经过简单的提纯处理可以并入城市燃气管网,或用来发电。远离燃气管网的地方,沼气液化亦能让从业者获得可观的经济效益。      

干湿耦合厌氧发酵工艺设计与发酵特性试验

针对目前大中型沼气工程存在原料单一及沼液沼渣处理难的问题,提出了干法发酵与湿法发酵相结合的干湿耦合厌氧发酵工艺,即畜禽粪便采用湿发酵,将湿法发酵产生的沼液沼渣与秸秆混合进行干法发酵.并研究了干湿耦合比例——沼液沼渣与秸秆比例(BRSR)及干法发酵渗滤液回流对发酵特性的影响,结果表明,随着湿干比例的增加启动时间缩短、产气量增加;干法发酵的渗滤液总固体质量分数为1％以下,达到了固液分离的效果,有利于循环利用和喷淋,解决了湿法厌氧发酵沼液沼渣处理难的问题,实现了沼液的循环利用.     

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。试验分为4组,每个试验组加入300g椰子废弃物,发酵温度均为(35±1)°C,前3组接种量分别为20%,30%,40%,第4组发酵前用300 g,6%NaOH溶液对接种量为30%椰子废弃物进行浸泡处理。试验结果表明:30%接种量较合适椰子废弃物干法厌氧发酵,其产生沼气总产气量和沼气中最高甲烷体积分数分别为3 238 mL和56.4%。椰子废弃物经过6%NaOH溶液处理后,发酵启动速度加快了5天,沼气总产量提高了481mL。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。     

成都沼科所两项科研成果分别通过部级评议和鉴定

今年4月,农牧渔业部农村能源环保办公室在成都主持会议,对农牧渔业部成都沼气科学研究所《利用奶牛粪进行中温发酵制取沼气全套技术研究》进行了评议,对该所《中温沼气发酵工程热交换技术及装置的研究》进行了鉴定。评议认为:《利用奶牛粪进行中温发酵制取沼气全套技术研究》的工程,采用300m~3×4卧式沼气池处理1000头奶牛粪便,设计比较合理,工程和工艺运转成     

关于沼气发酵能量转换效率问题的探讨

一、引言沼气技术实质上是生物质能转换技术.从生物物质到沼气,从沼气到沼气能的利用,能源形态经历了两次转换过程(沼气发酵为第一次转换,沼气燃烧为第二次转换)。能源形态发生转换,必然要损失能量。确切地了解沼气技术能量转换的效率,对于正确评价沼气技术的能源效益有着重要的意义。应用较为简便的物理方法,便可以测出     

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。     

沼气发酵罐恒温系统设计

针对宁夏气温及出租车用气的需求,利用产气-产热-恒温-产气过程模型,设计了沼气发酵罐恒温系统。秸秆发酵产生沼气,沼气加压成天然气用于出租车用气,取部分沼气燃烧生成热量用于预热发酵料液,减少循环水管道散热损失、发酵罐散热损失。并和国内外大中型沼气工程中常用的热水循环加热法作对比。结果表明:沼气发酵罐恒温系统（罐外预热发酵料液的方法）,减少沼气及其他能源的使用,所需的沼气用量是总产气量的15.3%。      

大中型沼气工程保温增温方法研究

随着规模化畜禽养殖场数量增加,畜禽排泄物对环境的污染问题日益严重。为此,分析了温度对大中型沼气工程发酵的影响,提出了做好发酵装置保温,减少发酵过程能量流失,充分利用太阳能、沼气发电机组余热及生物质锅炉给物料增温,从而达到大中型沼气工程四季持续稳定运行目的。     

车库式干发酵产沼技术在农业废弃物资源化

随着车库式干发酵技术在欧洲的蓬勃发展,我国也在不断地探索该技术在中国实施的可行性。畜禽粪便及秸秆沼气干发酵项目的设计文件的有用信息为我国未来车库式干发酵技术的推广提出了参考意见,并进一步加快了该技术的国产化过程。      

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。     

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%。     

秸秆与粪便不同配比发酵产沼气试验研究

本试验以秸秆与粪便的不同原料配比,设置十个处理进行沼气发酵试验。通过对比启动时间、总产气量、TS产气率及甲烷含量等参数,以探讨最佳的原料配比。结果表明:秸秆比例过大或过小生产沼气的效率均不高,只有50%秸秆与50%粪便配合时,其总气量,TS产气率及甲烷含量才达到最高。秸秆原料可完全替代粪便生产沼气,但必须进行前处理,且发酵启动慢,比纯粪便原料慢了3～10天,产气高峰期也推迟了15天左右,但产气持续时间较长,可达6个月左右。     

基于LCA方法的秸秆沼气发电和制备生物天然气的环境排放评价

为对比特大型沼气工程沼气资源化不同方式所带来的环境影响差异,文章运用生命周期评价方法(Life cycle assessment,LCA),对特大型秸秆沼气发电工程(日均发电量4万kWh)及生物天然气工程(日产气量1.2万方)进行环境影响评价并比较两者的环境影响及敏感性因素分析。其中包括边界划分、清单分析、各生产阶段的能耗、环境排放计算。根据计算结果显示,沼气发电时,对环境排放影响最大的是秸秆沼气发酵阶段,最敏感因素为单位干物质产气率(mL·g^-1 TS);制备生物天然气时以上两个指标分别为:沼气的提纯过程和沼气提纯技术的选择。从进行能源替代减少环境排放影响的角度来看,生物燃气替代民用散煤要优于沼气发电替代燃煤发电。     

高寒地区沼气工业化生产配套加热系统的初步设计

沼气在发酵过程中需要对温度进行严格的控制,将发酵料液维持在适宜的温度,以保证产气率.高寒地区冬季气温偏低,昼夜温差较大,要在高寒地区实现沼气工业化生产则需选择适宜的加热系统.为此,对现有的沼气加热形式进行了介绍,提出了适宜高寒地区沼气工业化生产的新型、高效节能、环保加热系统.     

柑橘渣和茶渣共发酵产甲烷及动力学特性

文章针对四川省农产品加工业中产生的柑橘渣和茶渣再利用效率低的问题,采用批次厌氧发酵工艺,在中温(37℃±1℃)条件下,研究了基于挥发性固体不同混合比(10∶0,7∶3,5∶5,3∶7和0∶10)的产甲烷过程,通过分析产甲烷效率和物料分解效率,比较了不同混合比物料的产甲烷特性;采用Modified Gompertz模型分析了产甲烷动力学,以期为两种有机固体废弃物的高效化产甲烷提供可靠的工艺参数。结果表明,单一的柑橘渣和茶渣均能正常产甲烷,但混合物料能产生显著的协同效应,甲烷产量和底物分解效率均显著高于单一物料;当柑橘渣和茶渣混合比例为5∶5时,物料的总固体分解率、挥发性固体分解率、原料甲烷产率和容积甲烷产率均最高,分别为58.81%,75.29%,143 mL·g^-1VS_added和0.48 L·L^-1d^-1。根据动力学分析结果,延滞期(λ)随茶渣添加量的增加而延长,具有较高甲烷产量的混合比物料(5∶5)的水力停留时间为7 d。