稻壳类酒糟与不同接种物厌氧消化的实验研究

为研究稻壳类酒糟的产沼气潜力及特性,以其为原料,在恒温30℃条件下,分别用实验室正常沼气发酵后的混合厌氧活性污泥和秸秆半连续干发酵后的发酵残留物作为接种物进行厌氧消化.结果表明:以混合厌氧活性污泥为接种物的TS产气率和VS产气率分别是369 mL/g·TS和424mL/g·VS,以秸秆发酵残留物为接种物的TS产气率和VS产气率分别是468 mL/g·TS和538 mL/g·VS.     

4种蔬菜废叶批量发酵产沼气的研究

以叶菜类大白菜、甘蓝菜、生菜和油麦菜废弃物为发酵原料,在35±1℃的条件下,通过测定厌氧消化过程中的产气量、甲烷含量、总固体含量、挥发性固体含量各项指标,对4种单一蔬菜废弃物及4种不同配比的蔬菜废弃物的沼气发酵产气特性和规律进行研究.结果表明:经过30 d的发酵周期,单一蔬菜废弃物和混合蔬菜均是较优的发酵原料,其中产气...     

KOH预处理玉米秸秆与猪粪混合厌氧消化过程中性能参数变化规律研究

为了探究KOH预处理玉米秸秆与猪粪厌氧消化过程中性能参数的变化规律,采用间隔卸料的方式在中温条件下进行厌氧共发酵,结果表明：预处理玉米秸秆与猪粪混合后可以改善产气性能,提高厌氧消化效率。经KOH预处理后的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰比未预处理的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰提前了3~6 d,产气速率和累积甲烷产量分别比未预处理组提高了9.6%~65.6%和13.8%;预处理可使原料消化更彻底,有机物去除率达到71.1%;修正后的Gompertz方程能较好地反映厌氧消化产甲烷过程,其中预处理组的产甲烷率速率（基于挥发性固体含量）比未处理组提高了8.8%。因此,采用KOH预处理玉米秸秆可以提高混合厌氧消化的产甲烷性能。     

多原料高浓度混合共发酵制气与纯化提质研究最终报告

该研究针对目前我国规模化生物燃气工程原料单一、产气率低、装备落后等技术瓶颈,旨在开发多种原料混合共发酵制气关键技术,优化高效率、低能耗厌氧发酵工艺与装置,并对生物燃气进行纯化提质和高值利用研究,使生物燃气分别达到民用或燃气的要求。针对畜禽粪便、作物秸秆、有机垃圾和农产品废弃物等四大类20多种不同原料成分分析及产气潜力和特性研究,进行了单一物料和不同物料混合的厌氧消化实验,以此建立了沼气发酵原料特性及产气性能数据库,并研究多种原料的C/N比及营养物质的合理调配技术,提高了单一原料的产气效率。研究了畜禽粪便、有机垃圾等原料中的去除泥砂和有害杂质工艺。针对秸秆发酵,着重研发原料切碎、贮存和预接种混合技术及装置,提高秸秆产气效率。研究了高浓度发酵(TS≥10%)和干发酵(TS≥20%)过程中混合原料的搅拌方式及混合程度对厌氧共发酵工艺的影响,优化了不同混合原料的发酵工艺参数,提高原料产气率。开展了多原料高浓度混合共发酵制气基础研究。包括混合原料配比技术的研究;不同类型模型底物的厌氧水解动力学研究;不同单一原料的厌氧水解动力学研究;高浓度单相厌氧消化模型;固体床两相厌氧消化模型;沼气的生物脱硫技术基础研究。采用甲烷氧化脱氧工艺去除沼气中的氧,针对沼气脱氧剂和沼气脱氧工艺展开了研究。根据沼气中硫化物的形态分布,采用多种吸附剂有针对性地吸附不同的硫化物,主要研究了精脱硫剂及脱硫工艺。采用碳酸丙烯酯法和加压水洗法脱除沼气中的CO2,针对吸收溶剂地研制及脱除CO2工艺的开发展开了研究。该研究最终建立了不同发酵原料成分及其产气特性的数据库,两种以上混合原料厌氧共发酵,进料固形物含量大于10%,中温沼气产率大于1.2 Nm3/m3罐容天。建设了多原料共发酵的中试装置一套。完成示范工程建设,形成产业化核心技术,达到如下指标:产品CH497%,CO 23%,H2S 10 ppm,甲烷回收率≥99%,压力≤1.0 Mpa;纯化能耗≤0.80 kwh/m3生物天然气;精脱硫剂硫容≥10%,碚硫温度为常温;在贵金属催化剂作用下,使垃圾场沼气中的O20.60%达到欧洲标准;沼气中硫化氢、羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚和噻吩等硫化物脱至1 ppm以下。     

牛粪与玉米秸秆配比对混合厌氧发酵速率的影响

为了研究牛粪与玉米秸秆的不同配比(以下简称粪秆配比,以挥发性固体(VS)计算)对厌氧发酵速率的影响,初步确定影响发酵产气限速的因素,在中温(38±1)℃条件下,以厌氧颗粒污泥为接种物,以不同配比的牛粪与玉米秸秆为底物进行混合厌氧发酵,测定日产气量、沼气中CH_4与CO_2的浓度、沼液中的总碳(TC)、挥发性脂肪酸(VFAs)浓度和pH值。结果表明,粪秆配比为2∶1时,水解速率常数、单位基质产甲烷量和生物转化产甲烷效率最大,其值分别为0.043 7d~(-1),271.93mL/g,71.59%。发酵初始(第1日)VFAs中乙酸浓度与牛粪比例成正比,发酵中期(第5日)丙酸积累浓度与秸秆比例成正比。发酵周期内粪秆配比与限速阶段的关系:第1日,秸秆比例越大,产气限制阶段越倾向于水解酸化阶段,第2-15日,秸秆比例越大,产气限速阶段越倾向于产氢产乙酸阶段;第16-30日,各组发酵产气限制阶段均为水解酸化阶段。该试验重点对粪秆配比与产气限速因素的关系进行研究,为进一步提高混合厌氧发酵产气效率提供了理论和试验依据。     

斑马粪便的沼气发酵潜力研究

在30℃恒温条件下,以斑马粪便为原料,采用批量发酵工艺,进行厌氧消化产沼气的实验。结果表明,斑马粪便的TS利用率是38.64%,VS利用率为45.44%.沼气发酵潜力为360mL/g.TS和550mL/g.VS.斑马粪便的沼气发酵潜力高于秸秆类原料,高于牛粪、猪粪、马粪、羊粪和人粪,低于鸡粪。     

养鸭场废弃垫料厌氧消化产沼气潜力的实验研究

为了研究养鸭场废弃垫料厌氧消化产沼气潜力,采用全混合批量发酵模式,在中温30℃下,对其进行厌氧消化实验.实验设1个实验组和1个对照组,均设3个平行实验,发酵料液总固体含量为5%,接种物为30%,实验运行50d.实验结果表明,净产气量为2 250mL,养鸭场废弃垫料的TS产气率为242mL/g,VS产气率为375mL/g,原料产气率为150mL/g.     

平菇菌渣厌氧消化产气潜力

为了拓展厌氧消化原料的来源,以平菇菌渣为研究对象进行沼气发酵试验.在中温(35±1)℃条件下,采用批量式发酵工艺,对其产气特性及有机质含量变化与厌氧消化之间的关系进行分析.试验结果表明,平菇菌渣是一种较佳的发酵原料,其原料产气率为464 mL/g、TS产气率为619 mL/g、VS产气率为720 mL/g.在沼气发酵过程中,纤维素、半纤维素、木质素、粗脂肪、粗蛋白、总糖、低聚糖、还原糖和淀粉均不同程度的发生降解,其中纤维素和低聚糖的降解率远高于其他有机质,纤维素几乎全部降解,低聚糖降解率达到了90%以上.该试验结果为平菇菌渣的无害化、资源化利用提供理论研究基础和数据支持.     

秸秆沼气发酵厌氧菌群的培养及应用

秸秆沼气发酵厌氧菌群是一个复杂的菌系,针对分离纯培养周期长、菌剂制备过程比较复杂等难点,提供了一种简便的秸秆沼气发酵厌氧菌群的培养方式——原位混合培养.①小试试验表明:接种50%培养后的厌氧菌泥,厌氧发酵原料总固体(TS)12%,在37℃下,试验B组能快速适应厌氧发酵新环境,厌氧发酵21 d时,累积产气量较试验A组高出28.39%;②中试试验结果显示:第三阶段的发酵原料中接种物的50%替换为培养后的厌氧菌泥,37℃厌氧发酵10 d,沼气池容产气率平均达到1.1 L/(L·d),累积产气量较前两个阶段的平均值高出32.46%.该方法适用于连续性沼气发酵工程,以增加沼气发酵系统中的厌氧微生物数量,增强微生物代谢活动,改善沼气发酵系统,使其保持连续稳定的产气.     

氨水预处理蓖麻秸秆的沼气干发酵实验

为有效利用农业生物质资源,以蓖麻秸秆为发酵原料,在恒温30℃条件下,探究直接用原料进行干发酵与用2%的氨水对原料进行预处理后再干发酵两种情况下的产气差异.实验结果表明,前者与后者的发酵周期分别为77d和67d,TS产气潜力分别为205mL/g和281 mL/g,VS产气潜力分别为213mL/g和292 mL/g,且直接发酵过程易出现酸化现象.可见,以蓖麻秸秆为原料进行干发酵产沼气是可行的,启动前用一定量的稀氨水预处理不仅可以提高产气潜力,还可避免酸化现象.     

云南高原湖泊蓝藻的产沼气潜力研究

采用批量式发酵工艺,在(35±1)℃对云南杞麓湖和星云湖中的蓝藻进行厌氧消化;结果显示,杞麓湖和星云湖的蓝藻均可作为沼气发酵原料;与平原湖泊蓝藻相比,高原湖泊蓝藻具有更高的厌氧消化产气潜力.     

两种花卉秸秆中温发酵产沼气潜力实验

以满天星秸秆、康乃馨秸秆为实验原料,在(30±1)℃条件下,采用全混合批量式发酵工艺对其进行厌氧发酵实验.实验结果表明,满天星秸秆的产气潜力分别为999 mL/g(TS)和1 118 mL/g(VS),康乃馨秸秆的产气潜力分别为1 384 mL/g(TS)和1 507 mL/g(VS).     

双频超声联合稀碱预处理玉米秸秆厌氧发酵工艺参数优化

为了提高秸秆厌氧消化的产气量以及产气效率,采用双频超声波与稀碱相结合的预处理方法对玉米秸秆进行预处理,研究了玉米秸秆质量、超声作用时间、单/双频以及稀碱(2%Na OH)预处理时间对玉米秸秆厌氧消化性能的影响,得到双频超声联合稀碱预处理玉米秸秆厌氧发酵的最佳工艺参数为:秸秆质量52 g,双频超声作用,作用时间30 min,稀碱预处理1.5 d。实验结果表明:采用双频超声最优预处理条件下的厌氧发酵效果最佳,比经稀碱预处理的玉米秸秆沼气产量提高18.00%,甲烷产量提高35.71%,厌氧消化时间缩短21.21%,比单频超声联合稀碱预处理玉米秸秆沼气产量提高12.80%,甲烷产量提高18.32%,厌氧消化时间缩短10.34%。     

2种原料中温发酵产气特性和有机质的变化研究

玉米芯和糠醛渣均可作为沼气发酵的原料,二者的原料产气率分别为613,412 mL·g^-1;TS产气率分别为681,457 mL·g^-1;VS产气率分别为695,571 mL·g^-1.两种原料发酵前后的有机质含量均发生变化,其中玉米芯中纤维素和糠醛渣中的木质素降解率最高,分别为93.79%,87.19%,降解率最低的为粗蛋白,糠醛渣的粗蛋白降解率只有2%;发酵前后料液中的总糖、还原糖和淀粉含量的变化均高于发酵前,而低聚糖含量的变化均低于发酵前;将累积产气量曲线运用一级动力学Modified Gomepertz方程进行拟合,分析2种原料消化周期中的产沼气规律.该试验结果为玉米芯和糠醛渣厌氧消化的工程应用和生物能源化开发提供研究理论和技术支撑.     

废弃烟叶厌氧消化的实验探究

为获得废弃烟叶的厌氧消化规律,实验采用全混合批量发酵模式,在30℃、料液浓度为4.70%及初始pH为7.0的条件下,对废弃烟叶进行了厌氧消化的探索性研究。结果表明,废弃烟叶的厌氧发酵历时20d,总产气量为2345mL,产气主要集中在前8d,达1700mL,但均不能点燃;第9～20d所产的气体能点燃,但仅有645mL.从实验结果得知,废弃烟叶对厌氧微生物有抑制作用,不能单独用来启动沼气发酵。     

山竹果皮发酵产沼气潜力的试验研究

以山竹果皮为发酵原料,在(30±1)℃的中温条件下,进行全混合批量式沼气发酵试验.结果表明,发酵试验的运行时间为49 d,其总产气量为3 230 mL,TS产气率和VS产气率分别为301 mL·g~(-1)和350 mL·g~(-1).运用一级动力学Modified Gompertz方程对累积产气量曲线进行拟合,分析了整个山竹果皮消化周期中的产沼气规律.     

豆渣、鸡粪厌氧消化制取沼气发酵条件的研究

本研究以豆渣、鸡粪为原料,经厌氧消化生产沼气,实验按两种原料碳、氮实际含量经过计算后进行组合,并使其碳、氮比调整为15.6∶1。在投料率为5％、投料浓度13％、滞留期20天、pH7.2—7.5、温度控制在35±1℃的条件下,产气率可达到3.9M~3/M~3料容·日。     

芭蕉叶沼气发酵潜力研究

沼气发酵是一项具有潜力的开发新能源的技术,在化石能源需缺的今天,研究沼气发酵技术是十分必要的.为了探究芭蕉叶厌氧消化产沼气的潜力,让废弃芭蕉叶得到充分的利用,响应国家的号召,推进乡村废弃物的资源化利用,寻找一种新型沼气发酵原料.特以芭蕉叶为原料,采用批量发酵工艺,在30℃恒温条件下进行芭蕉叶沼气发酵实验,发酵周期为32 d.结果表明芭蕉叶的产气潜力为428 mL/g·TS和563 mL/g·VS,是一种较好的纤维素类沼气发酵原料.     

甘氨酸厌氧消化的甲烷转化率

为探究氨基酸厌氧消化的甲烷转化率,以甘氨酸为发酵原料,在中温30℃条件下进行沼气发酵实验.发酵历时26d,5g甘氨酸累计沼气产量为1 516mL,其中甲烷产量为785mL.根据修正的Buswell方程计算,甘氨酸厌氧消化的甲烷转化率为70.09%.     

水白菜厌氧消化产气潜力的实验研究

为探究水白菜的能源回收与资源化利用,对采集的新鲜水白菜进行厌氧消化实验,实验温度为30℃,采用批量式发酵工艺.整个实验历时15d,产气量5 280mL.实验结果表明,中温30℃下,水白菜作为沼气发酵原料其产沼气潜力为445mL/g(TS)或637mL/g(VS).