好氧堆肥微生物研究进展

堆肥化是一个动态过程,在多种不同微生物群体的作用下实现,对该过程微生物进行研究可以更好地了解堆肥,有效地管理堆肥过程。综述了好氧堆肥过程中微生物机理及变化、堆肥微生物的研究方法、菌剂对堆肥的影响等,为好氧堆肥提供技术支撑;并且指出堆肥化过程中主要包含细菌、真菌、放线菌等微生物,微生物的改变直接影响堆肥温度、pH、腐殖酸含量等理化性质;通过添加微生物菌剂可以减少N、P、K的流失,提高堆肥品质;对于堆肥微生物的研究,多种方法联合使用可以避免单一方法的缺陷。     

中国生物质固体成型燃料CDM项目开发

为了促进中国生物质固体成型燃料CDM项目的开发,该文以北京市某生物质固体成型燃料生产厂为例,利用小规模方法学AMS.I.C“有无发电的用户热能利用”及其他相关方法学,通过确定项目边界、设定基准线情景和主要参数,进行生物质固体成型燃料小型CDM项目开发,并制定了监测计划.结果表明,年生产1万t生物质固体成型燃料厂,温室气体减排量为13 688.22t/a,减排潜力较大.这表明该领域进行CDM项目开发具有较好的可行性,对中国实现温室气体减排目标具有重要的意义.     

超声波对固体废弃物酸化过程的调节作用

为缓解固体有机物酸化过程中产生的酸抑制,该文基于有机酸的产生和扩散方式,提出有机酸产物薄膜的假设,并利用超声波直接辐射和改进处理的方法处理酸化基质,比较处理前后酸化基质的物性变化及进一步的发酵性能。试验结果表明,超声波直接辐射可脱附积累在基质颗粒表面的有机酸,使基质发酵10 d的挥发性固体日降解速率从未处理的0.8%提高到1.3%。为强化超声波空化效应和去除有机酸,将基质稀释后超声辐射20 min并增加过滤的改进超声波处理过程可使基质发酵10 d的有机酸增长率、挥发性固体降解率分别从未经超声波处理的166.7%、17.0%提高到732.0%、26.7%。改进超声波处理过程可有效缓解产物抑制,促进固体有机物的厌氧酸化性能,提高酸化速率。     

挥发性有机酸对产沼气效果的模拟试验

两相厌氧生物处理工艺在废弃物资源化利用中得到广泛应用。为了摸清产酸相的主要产物在产气过程中的效应,该文利用甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等4种有机酸模拟产酸过程中的主要酸化产物,以活性污泥为接种物,设计单因素试验和正交试验,研究了在中温条件下,4种有机酸单一作用条件下和混合作用条件下,甲烷日产气量和累积产气量的变化。结果表明：单一有机酸作底物时,存在一个浓度阈值,高于此值会抑制甲烷产生,低于此值,产气效果随着酸浓度增大而提高;有机酸共同存在时,可以产生协同优势,其中乙酸的产气优势高于丁酸,丙酸具有抑制作用;4种单一酸中,单位浓度下乙酸产气效果最好,甲酸产气量最大,甲酸积累不易对发酵过程产生抑制作用,而丙酸累积最易造成抑制。因此,建议在沼气工程中适当调整产甲酸、乙酸和丁酸较多的发酵物料浓度,从而提高产气效率。     

添加剂对玉米秸秆颗粒燃料结渣特性的影响

为了研究添加剂对秸秆类颗粒燃料抗结渣的机理,该文以玉米秸秆颗粒燃料为研究对象,通过添加MgCO3、CaCO3、Al2O3 3种添加剂,对其灰渣进行结渣特性、灰渣形貌、化学组成等试验研究。结果表明,添加添加剂后玉米秸秆颗粒燃料灰渣形貌发生明显变化,灰渣尺寸越小,表面越粗糙,孔洞较多;Si、K元素是玉米秸秆颗粒燃料引起结渣的主要元素,Mg、Ca元素与Si、K元素反应生成新的化合物而具有抗结渣效果;Al元素亦与Si、K等元素发生反应生成了新的硅酸盐类。即添加剂与秸秆中的Si、K等碱金属元素发生反应生成了新的化合物抗结渣。研究结果为解决秸秆类固体成型燃料结渣问题提供了理论依据。     

猪粪对秸秆一体化两相厌氧产气的影响

为了研究秸秆与猪粪混合物在一体化两相厌氧消化工艺中的可行性,该文研究了中温条件下,在玉米秸秆原料中添加不同比例的猪粪,对秸秆一体化两相（combined two phase）厌氧消化工艺的影响,同时研究CTP反应器中上、中、下部发酵后物料的产气潜力,以解析CTP中不同部位物料的发酵情况。试验结果表明：添加猪粪可将以纯秸秆为原料的产气量从314 L显著提高至500 L左右,但会影响反应过程中的pH值、产气和产酸的稳定性,添加体积比为20%的猪粪更能促进发酵性能;CTP反应器不同部位产气潜力试验表明,中部产气量最低,以水解酸化过程为主,下部的产气量最高,以产甲烷过程,20%的猪粪体积添加量在满足CTP工艺要求的同时,更好地促进了两相分区,强化了CTP的优势。     

玉米秸秆不同预处理木质纤维素去除效果试验研究

针对秸秆中木质纤维素含量高不易被厌氧消化的特性,探索不同预处理方法,提高木质纤维素的降解效果,实现后续高效厌氧消化速率,提高产气速率。结果表明:不同预处理方法均实现了木质纤维素30%以上的去除效果,其中以化学法去除效果最优,最高去除率达到44.9%,同时处理后的厌氧消化产气效果也较优。     

生物质环模制粒机产能与能耗分析

分析环模制粒机技术参数和物料特性参数对设备产能与能耗的影响规律,可为产品的系列化设计提供理论依据。在对环模制粒机成型过程和机构受力分析的基础上,建立了设备产能与能耗模型,绘制了不同设备技术参数与物料特性参数下的环模制粒机产能和能耗等值线。等值线分布规律表明,环模直径越大、转速越高,对设备产能和能耗的影响越明显;与其他参数相比,物料与辊模之间的摩擦因数对设备产能影响更大,改进辊模表面结构形式或表面材料是提高设备生产率的有效途径;辊模直径比对设备产能的影响比对设备能耗的影响大,辊模直径比越大,设备单位产能能耗越低,因此,在满足设备结构与技术要求的前提下,应尽量增大辊模直径比。     

生物质颗粒燃料特性及其对燃烧的影响分析

采用欧盟生物质固体成型燃料标准(CEN/TC 335)试验检测了中国和瑞典典型的10种生物质颗粒燃料,重点对中国的秸秆类颗粒燃料与瑞典的木质颗粒进行了对比,并分析其对燃烧特性的影响.结果表明中瑞两国的生物质颗粒燃料都能满足技术标准要求,瑞典木质颗粒具有较高的性能参数;中国的玉米秸秆颗粒燃料发热量比瑞典木质颗粒低20.9%,挥发分低,燃烧后灰渣中的硅含量高20%,灰熔点低,燃烧后灰分多,易结渣,对燃烧设备有较高的要求.     

生物质原料持续供应条件下理化特性研究

以北京市大兴某生物质固体成型燃料厂为例,研究了不同季节供应的玉米秸秆、花生壳、木屑3种生物质原料物理和热化学特性的变化规律.结果表明,木屑的全水分质量分数较高,超过40％,花生壳和玉米秸秆为10％左右,不同种类原料的堆积密度、流动特性、发热量、灰分、挥发分等特性有一定差异.木屑的堆积密度较大,挥发分含量较高,灰分含量较低.木屑和花生壳的干燥基发热量较玉米秸秆高,但由于木屑的水分过高导致其收到基发热量较低.不同季节的同类原料理化特性也有差异,特别是水分、发热量、灰分差异显著.全水分含量随当地气候条件而变化,6月份之后,玉米秸秆、花生壳和木屑的干燥基发热量分别降低约7％、3.5％和5％.因此,在生物质原料储藏、运输、压缩成型等设备的设计过程中,应充分考虑不同种类原料堆积密度、流动特性等物理特性的差异,而生物质原料的燃烧过程,不仅涉及不同种类原料的差异,还应考虑不同季节造成的影响.