4℃冷藏对厌氧发酵接种物活性的影响

设计3个冷藏组(7、14、21 d)和2个对照组(未处理、常温21 d),通过厌氧发酵接种物的理化指标(p H值、VFA、TIC、NH4+-N)测定、菌落结构分析和厌氧发酵产甲烷能力测试,研究了4℃冷藏处理对厌氧发酵接种物活性的影响。结果表明:接种物在4℃冷藏过程中,代表产甲烷菌的优势条带随冷藏时间的延长出现了亮度下降,并有少量条带丢失的现象;其厌氧发酵产甲烷能力出现下降,前15 d的日产甲烷速率明显低于未处理组的;但冷藏处理能够减缓氨氮浓度的增高,有助于接种物的厌氧发酵活性的恢复。     

中国秸秆沼气工程技术难点分析及应对建议

秸秆沼气工程既可以解决我国秸秆过剩问题,又可以产生清洁能源,解决日益能源短缺的问题,因此一直是研究和讨论的热点。虽然国内已经开始研究和推广多年,但目前仍存在很多未解决的难题,导致真正投产运行的项目并不多。本文总结和分析了秸秆沼气工程在收储运环节、预处理环节、厌氧环节的主要制约因素和技术难点,并根据笔者自身的从业经验,给出了几点综合性的应对建议,旨在为同行提供一些启示和思考,共同找到一条适合我国国情的处理路线,以推动我国秸秆沼气工程的发展。     

2种吸附剂对鸡粪厌氧发酵产气特性的影响

【目的】研究生物炭和纳米零价铁(nano zero-valent iron, nZVI) 2种吸附剂对鸡粪中温厌氧发酵产气特性的影响,以寻求适宜的吸附剂及其添加量。【方法】采用中温(35±1)℃恒温批次试验,以鸡粪为发酵原料,分别添加不同质量分数(0%(对照),2.5%,5%,7.5%和10%)的生物炭和不同质量分数(0%(对照),0.25%,0.5%,0.75%和1%)的nZVI,探索添加生物炭和nZVI对鸡粪厌氧发酵产气特性动态的影响。【结果】添加生物炭后,鸡粪厌氧发酵累积沼气产量随着时间的延长总体不断增加;试验结束时,添加生物炭各处理的累积沼气产量显著高于对照(P0.05),其中添加5%生物炭处理的累积沼气产量最高,达到21 532 mL。添加nZVI后,累积沼气产量随时间的延长呈增加趋势;试验结束时,未添加nZVI的累积沼气产量最高,达到11 101 mL。随着生物炭添加量的增加,平均沼气产量呈单峰变化趋势,其中添加5%生物炭处理的平均沼气产量最高,达到414 mL/d;随着nZVI添加量的增加,平均沼气产量呈先降后增再降的变化趋势。与对照相比,添加生物炭均能显著提高甲烷含量,而添加nZVI的各处理仅1%nZVI才能显著提高甲烷含量。随着发酵时间的增加,添加生物炭后pH总体呈上升-下降-上升趋势,添加nZVI后pH总体呈逐渐上升趋势。添加生物炭和nZVI的各处理后发酵过程中挥发性脂肪酸质量浓度均呈上升-下降-上升-下降的变化趋势,氨态氮质量浓度发酵初期快速增加,之后总体呈降低的趋势。与对照相比,添加生物炭处理的总固体和挥发性固体的产气效率均显著增加(P0.05),其中添加5%生物炭的处理总固体和挥发性固体产沼气效率最高;而添加nZVI的总固体和挥发性固体产气效率均降低。【结论】添加生物炭对鸡粪厌氧发酵有促进作用,在以250 g干鸡粪为发酵原料、发酵总体积700 mL、发酵温度(35±1)℃的条件下,当生物炭添加量为15.32 g时,累积沼气产量最高为21 844.75 mL;添加nZVI对鸡粪厌氧发酵产沼气无促进作用。     

冻干预处理对烤后废弃烟叶产甲烷潜力的影响

为探究冷冻真空干燥预处理对烤后废弃烟叶产甲烷潜力的影响，实现烤后废弃烟叶的资源化利用，促进碳中和背景下烟草行业绿色清洁生产体系的发展，对烤后废弃烟叶分别进行0、1、3、5、10 h冷冻真空干燥预处理（L1~L5），比较了预处理前后烤后废弃烟叶表面微观结构、木质纤维素结构、总糖含量、烟碱含量等的变化，并对烤后废弃烟叶进行了产甲烷潜力（BMP）测试分析。结果显示：未预处理（L0）与L1~L5处理烤后废弃烟叶BMP值（以单位质量挥发性固体在厌氧条件下的产甲烷量表示）分别为200.74、208.64、220.98、224.28、211.11、209.30 mL · g^-1，预处理较未预处理BMP分别增加了3.94%、10.08%、11.73%、5.16%及4.26%。经冷冻真空干燥预处理后，烟叶表面呈现褶皱和卷曲，产生疏松多孔的物理结构，有效增大了微生物接触面积。但长时间的真空干燥除了较大程度增加预处理能耗，还会造成烟叶有机成分的损失。因此，基于预处理能耗成本和甲烷产量效益的综合考虑，应控制冻干时长，进一步优化预处理工艺。     

人粪便处理技术的研究进展

随着我国厕所革命的全面持续推进，人粪便的无害化处理、资源化利用已成为一个关注的焦点。文内综述了人粪便常见的处理方法，如好氧堆肥、厌氧发酵、昆虫转化等，并对外源添加物（如农业废弃物、菌剂等）在人粪便处理工艺上的合理运用进行总结。在此基础上，对人粪便的高效处理及利用提出展望，旨在为推进厕所革命和乡村振兴战略提供技术参考。     

牛粪与卷心菜尾菜混合厌氧发酵产气性能的研究

为促进卷心菜尾菜厌氧发酵性能，提高发酵系统产气效率，研究以卷心菜尾菜与牛粪为发酵原料，设置卷心菜尾菜与牛粪不同TS混合比例0∶1(T1)、1∶0(T2)、1∶1(T3)、1∶2(T4)、1∶3(T5)、2∶1(T6)和3∶1(T7)，在接种量为30%，温度为37℃，初始pH值8.0，在1 L的自制厌氧发酵装置中进行30 d的批次厌氧消化研究，并利用一级动力学模型分析不同混合比例尾菜牛粪厌氧发酵产气动力学。结果表明：卷心菜与牛粪混合比例为2∶1时，与卷心菜尾菜单独消化相比，甲烷含量增加了16.0%，甲烷产率和产甲烷速率分别提高了111.6%和90.2%，沼气产率和产沼气速率分别提高了61.1%和37.5%。利用一级动力学模型及速率公式进行产气速率分析可得，动力学常数k由0.129 d-1提高到0.150 d-1。卷心菜尾菜与牛粪混合发酵可以显著提升产气性能。研究结果可为卷心菜尾菜及牛粪厌氧消化的资源化利用提供理论支撑。