不同温度下滇池蓝藻沼气发酵的实验研究

以滇池蓝藻为发酵原料,改变发酵温度,采用批量式发酵工艺进行沼气发酵实验。实验结果表明:在常温、20℃、25℃、30℃和35℃下,滇池蓝藻的发酵时间、产气量及产气潜力有明显的差异性。随发酵温度的升高,实验启动越快、发酵时间越短、产气量越高、产气潜力越高。35℃下,产气效果最好,发酵时间29d,产气潜力为255mL/g.TS、285mL/g.VS.     

秸秆高温干式厌氧发酵的产气特性研究

试验用作物秸秆与活性污泥混合厌氧发酵制备沼气,研究了活性污泥与麦秸、玉米秸和稻草高温干式发酵的产气规律,加N素调节碳氮比(C/N)及添加生物炭对产气的影响.利用作物秸秆与活性污泥投加量1∶1,厌氧发酵原料总固体(TS)20%,在55℃下厌氧发酵.试验数据表明:1)产气从第5 d产气量开始增加,峰值均出现在第6~9 d,发酵15~25 d产气较为稳定,随后产气量缓慢下降.厌氧发酵7 d时,沼气中甲烷含量均能达到60%左右.按厌氧发酵时长45 d计算,稻草的产气量最大,单位TS累积产气量达到413.7 mL·g~(-1);玉米秸和麦秸的单位TS累积产气量分别为365.2 mL·g~(-1)、345.2 mL·g~(-1).2)调节发酵液的C/N至30∶1,可有效缩短沼气启动时间1~2 d;在沼气发酵微生物活性较低时,表现最为明显,可缩短沼气启动时间≥3 d且累积产气量最高可提高44.9%.3)在厌氧发酵液中添加4%(按发酵秸秆干基计算)的生物炭,并调节发酵液的C/N至30∶1,对麦秸厌氧发酵产气而言,累积产气量可提高38.5%,玉米秸和稻草的累积产气量分别提高6.2%和8.0%.     

预处理促进玉米秸秆发酵试验

微生物预处理可增加沼气的产量,但实验室培养菌种的成本较高,笔者采用堆放新鲜玉米秸秆的预处理法,对堆放厚度、堆放时间对微生物活性和浓度进行比较,并对堆放前后的化学成分测试比较。采用自行设计的可控性干式厌氧发酵装置,对预处理前后的玉米秸秆分别与牛粪、污泥作为接种物进行发酵,对玉米秸秆中纤维素变化及产沼气效果进行试验研究。试验结果表明：堆放20 d中层玉米秸秆酶活数值较高,且此玉米秸秆中纤维素、木质素、半纤维素的质量分数比未经处理的分别减少了5.8%、16.8%和5.7%,中温干式发酵实验中,玉米秸杆与牛粪质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高24.4%;玉米秸杆与污泥质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高23.27%。     

沼气半连续发酵过程中影响产气率因素的研究

用100ml特制发酵瓶，在13～21℃条件下，分别进行加料浓度、加料基质、加料方式及加料时间间隔在沼气半连续发酵过程中对产气率及产气稳定性影响的研究结果表明：产气量随粪浓度的增加而提高，但原料产气率却降低；全部加粪与粪、秸杆比为1：1的产气率相同，二者的产气率均明显高于全部加秸杆的产气率；直接加于玉米秸的产气率高于泡成酸液加入的产气率；填料时间间隔1天，5天，10天，对产气稳定性无影响．     

提高农村沼气池产气率的研究

用1000毫升特制的发酵瓶,在8—25℃不同温度条件下,对农村沼气发酵提高产气率进行研究。采用常用原料,猪粪、马粪、玉米秸、稻草等,先后进行不同基质浓度、不同碳氮比、不同接种量对产气影响的研究。经过反复多次实验,发现沼气发酵的最适基质浓度,最适碳氮比,都随接种量变化而变化。同时还发现这种现象与发酵过程中的pH有密切关系。pH变化又与接种量有密切关系。而不同浓度、不同碳氮比的发酵液对接种量的要求不一样,浓度越高,要求接种量越高;碳氮比越高,也要求接种量越大。在菌量足够的条件下,基质浓度提高,碳比例增加,产气率也随之增加,而且产气持续时间也延长。沼气产量与池温关系密切,提高池温,可以大大提高产气率。温度越低,达到正常产气所需的菌量也越高。     

可控环境因素对沼气产量的影响

探讨发酵条件对产沼气的影响。以新鲜猪粪为原料,研究pH、接种量、C/N三个因素在三个水平上对厌氧发酵的启动、产气量的影响。不同水平都能启动发酵,以pH=6.5、接种量=29%、C/N=30%启动最快。接种量是启动的关键因素,pH次之。以pH=7.0、接种量=34%、C/N=35%产气量最高。pH是产气量的关键因素,接种量次之。pH与接种量在启动和产沼气中都无显著差异。说明人为可控的三个因素综合影响发酵过程,pH=6.5、接种量=24%—29%加速厌氧发酵启动。随发酵中间产物的形成和产甲烷菌对原料的利用,接种量=29%,pH=6.5—7.0,利于提高沼气产量,且三因素呈同步变化趋势。     

湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响

为探索湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响,在含固率为20％、发酵温度55℃的条件下进行厌氧发酵试验。采用L9（33）正交试验设计,研究湿热预处理的加水率、温度、时间对餐厨垃圾干式厌氧消化产沼气的影响。结果表明：湿热处理后餐厨垃圾的理化性质有明显变化,日产气量、累积产气量以及TS和VS的去除率明显升高。当湿热预处理条件为加水率50％、温度120℃、时间80 min时,SCOD值最高,为101050 mg／L,比未处理时提高了5．6倍。同样,该条件下日产气量出现的两个产气峰值最高,累积产气量也最高,为269．10 ml／gVS,与未处理相比累积产气量提高49．4％。各因素对餐厨垃圾厌氧发酵产气量影响的主次关系为：温度＞时间＞加水率,处理温度和处理时间对产气量有显著性影响,加水率对产气量影响较弱。     

糖化型淀粉酶对猪粪沼气发酵的影响

在发酵容积为1 000mL的猪粪沼气发酵过程中,分别添加20 000、40 000和60 000单位的糖化型淀粉酶,结果沼气产气量分别比对照提高了6.32%、9.23%和8.31%,因此,在猪粪发酵适合的糖化型淀粉酶添加量为每毫升发酵液40个酶活单位。     

液化型淀粉酶对猪粪沼气发酵的影响

在发酵容积为500mL的猪粪批量沼气发酵过程中,分别添加40、80和120单位的液化型淀粉酶,结果沼气产气量分别比对照提高了13．17％、16．29％和0％．因此,在猪粪发酵适合的液化型淀粉酶添加量为每400毫升发酵液80个酶活单位。     

禽粪与麦秸协同厌氧发酵体系的需求导向产沼气性能及模型预测

通过改变传统的连续型沼气生产转向需求导向的灵活产气可以实现平抑风光等间歇式新能源的波动,从而维持新能源体系的稳定。然而作为典型农业废弃物的禽粪与麦秸,其作为发酵底物时是否可以通过进料管理方式实现按需产沼气未见研究。为此,本文模拟按需产气的投料模式,研究了不同投料负荷、频次与投料间隔时间等条件下,沼气产气速率与产气量等的响应关系,基于此构建沼气产气响应的预测模型。结果表明：低进料有机负荷（1.5 kg?VS?m-3?d-1）、2次/d频率、10 h时间间隔情景下发酵系统不存在明显的沼气延滞期,沼气产气响应速率较高,并且pH、FOS/TAC、VS/TS、NH3-N等参数波动均处于合理区间。进料负荷增大至3 kg?VS?m-3?d-1时,产气延滞期增大,但是体系在10 h时间间隔下发酵稳定性参数波动不大,此时系统仍可正常运行。进一步增加进料负荷至6 kg?VS?m-3?d-1时,沼气中甲烷含量跌至30%左右,产气响应明显变慢,说明该情景已不利于后续沼气的利用,此时限速步骤是高进料负荷时麦秸与禽粪底物中木质纤维素的水解反应。基于实验结果,构建了修正的Gompertz-BP神经网络混合模型以预测沼气产出的响应,并验证了其预测的准确性。研究结果表明,禽粪与麦秸作为底物进行协同厌氧发酵,在低进料负荷时辅以适当的控制手段可以实现按需产沼气。     

高瓦斯矿井瓦斯发电的案例研究

以QDR20型燃气轮机组为例,分析了燃气轮机组发电的工作原理及运行经济效益,根据国内外瓦斯发电的成功经验,认为我国高瓦斯矿井利用瓦斯发电有着良好的发展前景。     

煤粒瓦斯扩散规律与突出预测指标的研究

依据第三类边界条件煤粒瓦斯扩散传质的理论，提出了一种预测煤和瓦斯突出的新指标，该指标包含了影响突出的多种因素，概括了已有的多种指标，具有广泛的适应性，并给出了计算实例。     

沙曲矿煤层瓦斯赋存特征及抽放前景

通过对煤层瓦斯赋存特征的研究,认为沙曲矿煤层瓦斯生储类型理想,储量丰富,煤层透气性良好,瓦斯抽放的前景广阔;文中还对该矿瓦斯抽放与利用方式进行探讨。     

有关甲烷实验的改进

甲烷制备和性质实验方法的研究和改进.     

工业化生产沼气的思考

近年来，我国经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。改善能源结构，推广新兴能源，实行节能减排已成为当前和今后十分紧迫的任务。文章阐述了我国工业化生产沼气的发展机遇。     

瓦斯尾巷抽放的研究与应用

对回采工作面利用瓦斯尾巷抽放,在平煤集团十矿的应用取得的成效进行了分析总结,并提出经验与建议.为有效治理瓦斯,提高工作面安全生产能力,提供了技术依据.     

如何启动新建沼气池

沼气池建成后，发酵启动的各个环节是早产气、产好气的关键。介绍了沼气发酵必须具备的6个基本条件，并对几种发酵启动方案做了简要阐述。     

瓦斯传感器的研究进展

甲烷是瓦斯的主要成分,是一种重要的温室气体.瓦斯的实时、在线监测对于煤矿企业的安全生产具有极其重要的意义.本文介绍了几种检测甲烷的方法--催化燃烧法、半导体气敏法、红外光谱法、气相色谱法、光纤法等的原理及应用.并对基于以上几种方法的瓦斯传感器的研究进展进行了综述.     

Methane drizzle on Titan

Saturn's moon Titan shows landscapes with fluvial features suggestive of hydrology based on liquid methane. Recent efforts in understanding Titan's methane hydrological cycle have focused on occasional cloud outbursts near the south pole or cloud streaks at southern mid-latitudes and the mechanisms of their formation. It is not known, however, if the clouds produce rain or if there are also non-convective clouds, as predicted by several models. Here we show that the in situ data on the methane concentration and temperature profile in Titan's troposphere point to the presence of layered optically thin stratiform clouds. The data indicate an upper methane ice cloud and a lower, barely visible, liquid methane-nitrogen cloud, with a gap in between. The lower, liquid, cloud produces drizzle that reaches the surface. These non-convective methane clouds are quasi-permanent features supported by the global atmospheric circulation, indicating that methane precipitation occurs wherever there is slow upward motion. This drizzle is a persistent component of Titan's methane hydrological cycle and, by wetting the surface on a global scale, plays an active role in the surface geology of Titan.