电气石对牛粪厌氧发酵特性的影响

为了提高牛粪厌氧发酵效率,增加产气率,笔者提出在牛粪厌氧发酵过程中加入电气石粉末的方法.通过构建试验装置,进行添加电气石的牛粪厌氧发酵试验,监测各反应器发酵过程中挥发性脂肪酸VFA浓度,COD,氨氮浓度,pH值,细菌的数量及产气量的变化情况,分析电气石的加入量对牛粪厌氧发酵特性的影响.实验结果表明,各反应装置在产酸阶段...     

餐厨垃圾与堆肥预处理的玉米秸秆混合厌氧发酵

试验采用经堆肥处理过的玉米秸秆与餐厨垃圾混合厌氧发酵来提升厌氧发酵系统的稳定性。结果表明:经Modified Gompertz模型拟合,餐厨垃圾与堆肥预处理的玉米秸秆以8∶2配比有最高的甲烷产气速率49 mL·g~(-1)VSd~(-1)(甲烷积累量543 mL·g~(-1)VS)。对发酵结束时氨氮和游离氨氮浓度的分析结果显示,餐厨垃圾与玉米秸秆或经过堆肥预处理的玉米秸秆混合发酵均能降低发酵体系中的氨氮和游离氨氮浓度。对发酵过程中pH值和CO_2/CH_4进行分析显示,玉米秸秆经堆肥预处理可以使厌氧发酵系统更稳定。     

餐厨垃圾高温厌氧消化过程参数研究

试验以餐厨垃圾为原料,在55℃±0.5℃条件下模拟高温厌氧反应器实际工程运行条件,研究分析高温厌氧消化失衡、平衡以及高负荷阶段的产气、碱度、挥发性脂肪酸、氨氮浓度等参数的变化。结果表明,在碱度为7000 mg·L^-1以下时,主要表现为挥发性脂肪酸的积累造成的失衡;在碱度达到10500 mg·L^-1以后,主要表现为铵盐积累造成的失衡。另外,通过统计分析得到,当总碱度在7000～10500 mg·L^-1,酸碱比控制在0～0.3,总氨氮(TAN)浓度在3500 mg·L^-1以下时,消化系统最稳定,系统容积产气率最高可以达到5.63 m^3·m^-3d^-1。     

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。     

牛粪高浓度批次厌氧发酵试验研究

在试验室条件下,对牛粪高浓度批次厌氧发酵进行试验研究,考察发酵温度、干物质含量和接种率对牛粪高浓度厌氧发酵效果影响。试验结果表明:牛粪高浓度厌氧发酵在工艺上是可行的;高温55℃厌氧发酵较中温35℃厌氧发酵产气快,发酵周期短,但能耗高,二者总累计产气量相近;高温厌氧发酵第15d累积产气量基本都达到了总产气量的95%以上;接种充分和发酵条件适宜条件下,干物质含量TS对累计干物质产气率影响较小,高浓度厌氧发酵可以有效提高反应器效率,且节水节能;随着接种率增大,高温高浓度厌氧发酵启动越迅速,平均日产气量越高,产气速度越快;接种率为30%时,第15d累计产气量为5 113mL,相当总产气量97%。     

搅拌对牛粪干式厌氧发酵效果的影响

利用自制干式厌氧发酵罐,通过批次试验,研究了高温(55℃)条件下搅拌对牛粪干式厌氧发酵效果的影响.连续搅拌转速为8～32 r/min时,产气效果无明显差异.采用8 r/min间歇搅拌,所得到的甲烷产量比连续搅拌低约10％,但能大幅降低搅拌能耗,在于式厌氧发酵系统中更为适用.反应过程中,各组间发酵料液的pH值、挥发性有机酸浓度、总碱度和氨氮浓度无明显差异.     

农牧废弃物恒温干/湿厌氧发酵过程研究

为对比干发酵和湿发酵过程中产气性能的差别,对比试验研究了3 m~3恒温(37±1)℃发酵罐内单一牛粪干/湿发酵过程中日产气量、累计产气量、产气率及甲烷体积分数和pH及氨氮的变化,并最后应用修正的Gompertz方程分析甲烷生产的动力学过程。试验结果表明:以TS(总固体浓度)为20%的干发酵系统累计产气量为51.375 m~3,最大日产气量可达2.198 m~3,分别比TS为8%的湿发酵多11.076 m~3和0.301 m~3;干发酵的池容产气率为0.558 m~3/(m~3·d),比湿发酵实验组提高了15.95%;干/湿发酵系统的日均甲烷体积分数分别为51.3%和48.6%。在试验过程中,干/湿发酵恒温沼气罐内的pH值及氨氮含量均介于正常范围之内,没有发生抑制现象使得试验可以顺利进行。通过修正的Gompertz方程对干/湿厌氧发酵的产甲烷过程进行拟合,拟合的结果R~2在均大于0.99,表明实际产甲烷潜力值和拟合的产甲烷潜力值很接近,显示出了较高的准确性。该研究结果可为农牧废弃物干发酵工程提供理论依据和指导。     

干物质浓度对牛粪秸秆厌氧发酵产沼气的影响

在发酵原料C/N＝25～30,T＝36℃的条件下,研究20％,15％,10％,5％和2．5％等5种干物质浓度对牛粪秸秆混合干式厌氧发酵产沼气性能的影响。实验结果表明：发酵前30 d 为产气高峰期,同时发酵渗滤液中的VFA浓度也较高;干物质浓度增加时,产气量波动增大,渗滤液中碱度和 NH4＋-N 浓度升高,发酵装置的有机负荷率也较高;10％的干物质浓度产气效果最好,发酵前30d的累积产气量为4710mL,相应的容积产气率可以达到0．313m3/m3· d。实验得到的结果对牛粪秸秆混合发酵的实际应用具有一定的指导意义。     

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。     

牛粪高温干式厌氧发酵产沼气性能试验

研究了牛粪原料高温(55℃)干式厌氧发酵过程中产气效果和物料参数的变化规律.结果表明:接种比例3:10、8 r/min连续搅拌条件下,物料TS(总固体)产气率为311 mL/g,甲烷平均体积分数为57.1％,平均容积产气率为2.73L/(L·d);容积产气率在第3天达到最高,为5.23 L/(L·d);反应初期挥发性脂肪酸迅速积累,1d后即达到峰值,随后迅速减少;在反应初期pH值略有下降,随后逐渐升高;氨氮质量浓度和总碱度则一直呈上升趋势.     

基于Fluent流场模拟的半干式连续厌氧发酵反应器的设计及中试试验

为实现干清粪便的无害化处理，提高干清粪便的厌氧发酵效率，设计了一款300 m³适合干清粪便的半干式连续厌氧发酵反应器。介绍了半干式连续厌氧反应器的基本构造与工作原理，通过对发酵罐体的结构参数，主要装置部件等设计计算，利用有限元分析进行强度的校核，并利用Fluent流场模拟软件对物料运动状态进行仿真，确定了厌氧发酵反应器结构参数，并进行中试试验。试验结果表明：半干式连续厌氧反应器可在工作过程中维持稳定的工作环境，并且能够迅速将发酵原料进行厌氧消化反应，能够维持平均日产气量在410.6 m³,容积产气率达1.37 m³·m^-3d^-1。针对畜禽干清粪便厌氧发酵来说，半干式连续厌氧发酵更为适合，并且能够维持较高的产气效率，沼气工程整体运行稳定，工作性能可靠。     

餐厨垃圾干式厌氧发酵研究进展

餐厨垃圾作为当前主要的城市有机固体废弃物,给社会和环境造成了巨大压力.其高含水率、高有机质、易降解的性质十分适合厌氧发酵.相比于传统的湿发酵,干式厌氧发酵更适合处理数量庞大的餐厨垃圾,但在餐厨垃圾干式厌氧发酵过程中,存在挥发性脂肪酸(VFA)积累、搅拌困难、传质性差等问题,影响系统稳定性和产气效率.针对以上问题,文章从...     

回流液的曝气处理对两相联合厌氧发酵过程的影响

在两相联合厌氧发酵产氢气-甲烷系统中,采用上清液回流可以避免产氢相中的酸积累现象,但容易导致菌种混合,影响有机质降解。针对该问题,论文将回流液经过曝气处理,研究曝气时间和曝气方式对发酵系统产气及有机质降解特性的影响规律。试验发现,曝气可以有效抑制产氢相中产甲烷菌活性、提高气体产量,经过间歇曝气10 min的处理组,产氢相气体产量最高,比对照组提高29.7%,同时发酵液的VFA浓度峰值也最高,但曝气对产甲烷相气体产量有消极作用。曝气处理对产氢相及产甲烷相的挥发性脂肪酸浓度变化趋势无明显影响。间歇曝气、曝气时间分别为7 min和10 min的试验中发酵系统总COD降解率最高,分别达到82.1%,78.7%,比空白组分别提高了30.1%,26.7%,但连续曝气工艺在提高产气量和COD去除率方面不如间歇曝气效果显著。     

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。     

牛粪最大甲烷生产能力及其发酵过程实验研究

采用自制序批式厌氧发酵实验装置对某奶牛场牛粪最大甲烷生产能力及其发酵过程进行研究.实验分为对照组和实验组,每组平行设置三个重复,在35℃恒温条件下厌氧发酵26天,期间对各发酵系统的产气量以及发酵液的pH,氨氮(NH4+-N),化学需氧量(COD)等指标进行连续监测.根据产气量情况,计算得出实验牛场牛粪的VS最大甲烷生产能力为0.139 m3CH4·kg-1.通过对发酵液各项指标的监测,发现实验组发酵液pH值在实验后期升高到7.7 ～7.9,氨氮浓度的最大值为582.16 mg·L-1,COD平均去除率为61.58％.研究中还对发酵液各项监测指标的变化趋势以及相互关系进行了深入分析.     

太阳能与生物质锅炉联合加热增温系统的试验研究

我国北方高寒地区气温较低,特别在冬季,温度是影响厌氧发酵微生物的活性、制约沼气发酵的重要因素,也是限制在高寒地区发展建设大型沼气工程的关键问题。为解决这一问题,提出了利用太阳能与生物质锅炉联合为厌氧发酵系统加热增温的新思路,并以依安县依龙镇丰林村大型沼气工程为研究对象,利用力控组态软件随时监测和采集反应器正常运行情况下加热系统的数据。同时,对当地最冷月份1月的运行数据进行了分析,结果表明:在正常工作条件下,该系统可以保证大型沼气反应器冬季的正常产气,对北方高寒地区发展大型沼气工程具有重要的指导意义。     

接种物浓度对厌氧发酵产气特性影响的研究

接种物浓度是影响厌氧发酵产气速度和产气量的重要因素。为此研究了在物料浓度一定的情况下，不同接种物浓度对反应器启动、COD去除率、产气量及产气速度的影响。研究表明：在接种物浓度为6％、物料浓度与接种物浓度之比为1：1的情况下，反应器启动速度快，COD降解率和产气量都相对较高，平均产气速度怏。     

有机垃圾干式厌氧处理连续运行中试实验研究

在自行设计的一套有机垃圾分选、预处理、厌氧处理系统上进行了有机垃圾干式厌氧发酵连续运行中试实验,实验历时70天,通过监测日产气量、累积产气量和pH值,VFA,氨氮、氧化还原电位、碱度等指标的变化、确定了进料量和进料计划,以保证厌氧消化连续稳定运行;通过自行设计的返混系统克服了传统搅拌系统的缺陷;经检测,该系统产生沼气CH4含量55%左右,杂质气体占1%。     

接种量对农牧业混合原料干发酵产气性能的影响

为了更高效、环境友好化地利用甘肃省玉米秸秆和甘蓝尾菜等生物质资源,文章研究接种量对混合原料干发酵过程产气性能与启动速度的影响。试验在中温(37℃±1℃)TS为20%条件下,不同数量接种污泥与牛粪玉米秸秆或牛粪甘蓝菜叶混合后的干发酵过程,监测了接种量分别为20%,30%,40%时pH值、氨氮含量、日产气量、甲烷含量、累计产气量和累计产甲烷量等参数变化。结果表明:当接种污泥与牛粪玉米秸秆混合时,接种量40%的混合原料干发酵累计产气量最高,为207.46 L,平均甲烷含量52.2%,日最高产气量为11.76 L,日平均容积产气率为1.09 L·L^-1;当接种污泥与牛粪甘蓝叶混合时,接种量为30%的混合原料干发酵累计产气量最高,为159.96 L,平均甲烷含量47.8%,日最高产气量为8.90 L,日平均容积产气率为0.84 L·L^-1;除20%接种量与牛粪玉米秸秆混合试验组第3天才开始产气外,其余干发酵均在第1天就开始产气;由于接种污泥的缓冲作用,所有厌氧干发酵过程中氨氮含量一直低于1500 mg·L^-1,没有发生厌氧反应被抑制的现象。混合原料恒温干发酵可以实现生物质资源更合理的应用。     

低浓度生活污水自由沉降规律及其对厌氧发酵的影响

文章研究了低浓度生活污水自由沉淀规律及其对厌氧发酵的影响,以高校低浓度生活污水为原料,通过测定不同取样口不同时间水样中悬浮物浓度的变化,根据斯托克斯原理计算不同取样口不同时间水样悬浮物沉淀率,以自由沉降的预处理方法分析低浓度生活污水的沉淀规律和不同沉降层的发酵规律。试验结果表明,随着时间增长,取样口1#处水样悬浮浓度随时间先增加后逐渐变小,其他取样口处水样悬浮物浓度随时间逐渐变小,取样口高度越高悬浮物浓度变化越快,150 min后均趋于稳定;不同高度取样口浓度随时间变化规律不同,取样口水平高度越高水样悬浮物浓度变化越快;同一取样口水样悬浮物沉淀率随时间逐渐变大,同一时间取样口越高的悬浮物沉淀率越大,150 min后沉淀效果最佳且趋于稳定,水样悬浮物沉淀率达到70%左右;厌氧发酵试验中,中层混合物和下层沉降物的发酵产气能力较强,最高产气量均可达到每天3000 m L,甲烷含量可以达到60%;上清液由于含水率大,有机物成分较少,产气能力较弱。