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.     

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.     

黄贮玉米秸秆厌氧发酵产沼气试验研究

为探索生物预处理对秸秆发酵产沼气的影响,以玉米秸秆为原料,分别添加0. 5‰微生物菌剂、1‰微生物菌剂、5%木薯酒糟和10%木薯酒糟进行黄贮;研究在高温(50℃)半连续发酵条件下,黄贮秸秆厌氧发酵产沼气特征。结果表明在发酵系统总固体(TS) 8%条件下,黄贮过程中添加微生物菌剂或木薯酒糟均能显著地提高产气率;添加10%木薯酒糟的产气率高于添加1%的微生物菌剂,且甲烷含量达到最高。在秸秆沼气生产中,可通过微生物菌剂或木薯酒糟的添加改善秸秆预处理效果,提高生产效益。     

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.     

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%。     

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%。     

小桐子种子产沼气潜力及其能源转换效率的研究

以小桐子种子为原料进行沼气发酵,结果表明,小桐子种子在常温条件下发酵产沼气的潜力为895mL/gTS,明显优于其他常见农村沼气发酵原料,小桐子种子沼气发酵的能源转换效率可达76.84%;其TS产气率分别是猪粪发酵的3.6倍、牛粪的5倍、玉米秸秆的3倍.     

十种沼气发酵原料的产气潜力

本文对农村常用沼气发酵原料产气潜力的测定方法进行了讨论,并对10种常用沼气发酵原料的产气潜力进行了测定.     

干燥薇甘菊在不同温度下厌氧消化产气潜力的研究

考察了干燥微甘菊的沼气发酵产气潜力.设置了两个实验组和一个对照组,采用全混合式的发酵类型,分别在中温30℃和常温约23℃的两种温度条件下进行沼气发酵实验.结果表明,中温30℃和常温23℃实验组的沼气发酵历时29d,中温30℃和常温23℃的净产气量分别为2 455mL和1 855mL.通过计算得出,中温30℃下干燥薇甘菊的TS产气潜力为347 mL/g,VS产气潜力为407mL/g,相比于新鲜薇甘菊的产气潜力,干燥薇甘菊的TS和VS产气潜力都有所下降.     

太阳助秸秆沼气的生命周期能耗及碳排放分析

对徐州某太阳能辅助加热的秸秆沼气系统进行了深入调研和测试,采用生命周期评价方法分析了涵盖基础设施建设、系统运行维护、秸秆运输、沼气使用以及沼液沼渣利用等各个阶段的化石能源消耗及碳排放清单.结果表明太阳能沼气系统生命周期化石能源消耗为0.173 MJ·MJ~(-1),碳排放为0.121kgCO_2eq·MJ~(-1)(二氧化碳当量).与天然气比较,秸秆沼气系统的单位热值化石能源消耗仅为天然气的15.6%,单位热值碳排放比天然气系统多55.0%.与秸秆直接露天燃烧相比,秸秆沼气系统的单位秸秆质量生命周期碳排放比秸秆直接露天燃烧低59.7%.     

预处理对稻秸厌氧发酵产沼气的影响

以稻秸为研究对象,将多种预处理方法结合在一起,选取其中影响稻秸发酵的关键因素———碱剂量(熟石灰的用量)、含水率和接种时间,进行3因素3水平正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,确定了稻秸厌氧发酵预处理的优化工艺条件:碱剂量为6%,含水率为80%,接种时间为4 d.其中含水率对稻秸厌氧发酵产沼气的影响最显著,其次是碱剂量,再次是接种时间.并对正交试验中最优预处理条件下试验的日产气量进行分析,表明在优化的预处理工艺条件下,稻秸厌氧发酵启动较快,系统稳定,周期较短.     

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。     

再生能源沼气及其综合利用

阐述了沼气利用技术原理,介绍了近年来沼气发酵的综合利用情况。     

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.     

通榆河浮藻制沼气试验研究

采用自制的1 000 mL厌氧发酵罐研究了经脱水的通榆河浮藻在室温下发酵50 d过程中产沼气量及其发酵物相关特性.结果表明,接种物与浮藻体积比为1 ∶ 2,TS产沼气潜力为365.44 mL/g,VS的产沼气潜力为372.13 mL/g,沼气中甲烷平均含量为61.84%,产气情况最佳.试验可以证明,通榆河浮藻可以用来发酵制取沼气.     

滇东北新生代盆地构造反转与生物气藏的形成

利用二维地震测线,结合地质和钻井等资料,通过开展详细的构造和沉积解释,分析滇东北褶皱带上的曲靖、越州和陆良3个残余型陆相沉积盆地的构造特征、形成演化和成因联系,特别对渐新世末和上新世末2期重要的构造反转进行较系统地综合研究,分析构造反转活动对生物气成藏条件的控制作用。研究结果表明:渐新世末的构造反转避免了蔡家冲组沉积有机质的大量消耗,促使了蔡家冲组主力烃源岩的二次产气,保障了第四纪以来生物气成藏的有机物质和气源的持续供给;上新世末的构造反转控制了生物气成藏要素的有利时空配置,控制了滇东北新生代盆地生物气藏的形成。中央断凹带及其与断褶带和斜坡带的过渡区带具有良好的生物气生成、运聚和保存条件,为生物气藏富集区带。     

江西户用沼气CDM项目开发研究

介绍了户用沼气减少温室气体排放的机理,阐述了户用沼气CDM项目的方法学适用条件、减排量计算和额外性论证要点,分析了CDM项目开发遇到的障碍,提出了今后推广户用沼气时充分利用CDM的建议。     

基于产气模型对填埋场垃圾产气速率与气压的估算

通过建立垃圾产气模型,估算衰减期填埋场垃圾产气速率;结合渗透系数推算填埋场内气压。结果表明,衰减期填埋场产气速率由于温度不同,变化范围为0.12×10~(-9)~1 466.67×10~(-9)m~3·kg~(-1)·s~(-1)。在假设条件下,衰减期填埋场内气压根据压实度及温度条件不同,变化范围为0.092 6~50 490.078 9 Pa;填埋场内产生的填埋气优先横向迁移,当横向迁移受阻或内部压力过大时,才纵向迁移至填埋场表面。通过静态箱采样不能准确分析填埋场表面CH_4释放情况,应同时对填埋场的集气管进行采样观测。     

香根草中温发酵产沼气的试验研究

以香根草为发酵原料,在28℃恒温下进行批量沼气发酵,发酵料液体积为1200ml,HRT=90d。结果表明:香根草产沼气潜力(TS)产气潜力为471ml/g,VS产气潜力为512ml/g;香根草的热值为17.784kJ/g;经发酵产沼气的能量转化效率为52.18%;香根草发酵前后的纤维素含量、脂肪含量、木质素含量变化不明显。