温度对高浓度恒温厌氧发酵产沼气成分的影响

为了研究温度对高浓度恒温厌氧发酵产沼气成分的影响,在4个11.5L的发酵罐中并行批次实验研究19、30、37、52℃下总固体量(TS)为15%时鲜牛粪的恒温厌氧发酵过程,用沼气分析仪实时测量沼气成分.实验结果表明:37℃时厌氧发酵的产气量和产甲烷量最大,累积产气量为232L,累计甲烷产量为116.1L;比30、52℃下分别多产18.2、15.6L甲烷;52、37、30℃下厌氧发酵甲烷的平均体积分数分别为46.6%、46.5%和43.6%.     

石灰石粉对水泥浆体水化特性及流变性能的影响

利用微量热仪和旋转黏度计,从掺量和细度两方面研究了石灰石粉对水泥浆体水化特性和流变性能的影响.从水化放热速率和放热量角度分析了石灰石粉对水化特性的影响,从紧密堆积理论和固体颗粒体积分数两个角度分析石灰石粉对流变性能的影响.结果表明:石灰石粉可以促进体系的水化进程,且石灰石粉细度越大,促进作用越明显.石灰石粉掺量增大导致水泥含量减少,所以体系第二放热峰峰值和总放热量随石灰石粉掺量的增大而减小.随着石灰石粉掺量或细度的增加,复合体系中固体颗粒的体积分数逐渐增大,粒径分布模数减小,且体系的粒度分布曲线逐渐接近于最密堆积的理想分布曲线.复合体系的屈服应力和塑性黏度随石灰石粉掺量的增大而减小,随石灰石粉细度的增大而增大.     

添加PAM对剩余污泥共厌氧消化的影响

考察了含聚丙烯酰胺(PAM)剩余污泥在3种温度下与酒精糟液共厌氧消化的运行及厌氧污泥性质.结果表明:与没有添加PAM的共厌氧消化相比,当PAM与剩余污泥中总固体的质量比w为10 g·kg-1时,在35、45、55 ℃下共厌氧消化后污泥的日产气量分别减少了32.2%、31.6%和29.8%;当w为20 g·kg-1时,日产气量分别减少了41.7%、36.9%和47.4%.在同一种温度下,随着PAM添加量的增加,化学需氧量、总固体、挥发性固体的去除率逐渐减小,污泥黏度不但受到温度的影响,而且要受到PAM添加量的影响.当w为40 g·kg-1时,与低混合搅拌强度下的产气量相比,55 ℃时高混合搅拌强度下的产气量增加最大,35 ℃和45 ℃时产气量增加并不明显.沉淀性能最好的是35 ℃下厌氧消化污泥,沉淀性能最差的是55 ℃下厌氧消化污泥.     

污泥餐厨垃圾不同混配比厌氧发酵产氢产甲烷

通过批式实验将剩余污泥和餐厨垃圾进行联合厌氧发酵,研究了不经任何预处理的污泥与餐厨垃圾不同质量比对系统产氢产甲烷的影响.结果表明,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,可获得最佳的产氢产甲烷效率:氢气体积分数和累积产氢量在22 h时最大,氢气体积分数可达13.7%,累积产氢量可达41.88 mL,氢气产率为4.18 mL·g~(-1);在厌氧发酵观察期内(70.5 h),甲烷体积分数达到5.74%,最大累积产甲烷量为19.58 mL,甲烷产率为2.92 mL·g~(-1).VS(探发性固体)降解率与产氢产甲烷结果一致,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,VS去除效果最为显著,经过70.5 h的厌氧发酵VS降解率为6.7%.     

鸡粪与芦苇秸秆混合厌氧消化特性研究

以鸡粪和芦苇秸秆为发酵原料,在恒温(30±1)℃和发酵料液总固体质量分数为5%的条件下,以实验室内驯化的不产气厌氧活性污泥为接种物,研究不同配比的鸡粪与芦苇秸秆混合厌氧消化的产气特性.研究结果表明,鸡粪与芦苇秸秆不同配比下混合厌氧消化,能够有效提高产气效率,并减少了单一原料厌氧消化日产气量的大幅度波动.     

膏体流变参数影响机制及计算模型

首先对膏体物料特性开展量化表征研究,通过分析膏体细观结构的物质组成,提出了一种全面描述物料特征的综合指标——固体填充率;开展膏体流变实验,基于宾汉模型对流变曲线进行拟合获得相应的屈服应力及塑性黏度,分析了体积分数、质量加权平均粒径、不均匀系数、细颗粒及水泥质量分数等因素对流变参数的影响规律,并从细观结构的角度对其影响机制进行了解释,最终构建了流变参数关于固体填充率的计算模型.研究结果表明:相同条件下,膏体屈服应力及塑性黏度随体积分数增大呈指数增大,随物料不均匀系数增大而减小,随细颗粒含量增大呈先减小再增大的变化趋势.     

温度对高校生活垃圾厌氧消化影响的试验研究

我国城市生活垃圾产生量巨大且以填埋方式为主,不仅占用了大量的土地,还对环境造成了潜在的危害。城市生活垃圾中有机物含量较高,采用厌氧消化技术能有效实现垃圾处理的资源化,然而温度是影响厌氧生物处理工艺的重要工艺参数。本文在废水厌氧消化及农村沼气发酵的理论和实践基础上,选择总固体含量(TS)质量分数为17.5%,对东华理工大学生活垃圾进行厌氧消化实验,研究了不同温度对产气量、消化时间的影响以及温度突变对厌氧消化过程的影响。实验表明,温度为55℃时,该生活垃圾厌氧消化效果好,时间短,产气量高,是一个理想的温度。     

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%。     

菜籽饼厌氧消化产沼气潜力

为探究菜籽饼厌氧消化产沼气的潜力,本试验以农用沼气池为发酵装置,对菜籽饼、羊粪和牛粪进行了34 d的厌氧消化研究。结果表明:菜籽饼在33 d内完成厌氧消化,其积累产沼气量最大,为73. 739 m3/t,分别是羊粪和牛粪发酵的2. 15倍和2. 28倍;且产沼气量到达总产沼气量90%所用的时间最短,为22 d,说明菜籽饼更容易分解。修正的Gompertz模型表明,菜籽饼发酵R2为0. 997,能较好地拟合产沼气过程,其滞留时间λ为0. 193 d,比羊粪和牛粪发酵时间短,且最大产沼气量(Pmax)和最大产沼气速率(Rmax)分别为74. 169 m3/t和4. 223 m3/(t·d),均高于羊粪和牛粪发酵,说明菜籽饼发酵的启动时间更快。在34 d内,菜籽饼发酵的pH偏低,后期挥发性脂肪酸(VFA)浓度累积,可考虑与碱性物质混合发酵,改善发酵环境。该研究结果表明菜籽饼具有作为沼气发酵原料的潜力。     

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。     

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。     

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。     

驯化接种对高固体浓度猪粪厌氧发酵的影响

通过接种物驯化,实现了中温条件下（35±1℃）高固体浓度猪粪（TS=15%）厌氧发酵的快速启动,并得到了较高的产气率与产气速率.经过60d厌氧发酵,接种工况的单位VS产气率为320.5～357.3mL.g-1,产甲烷率为237.2～266.2mL.g-1,与未接种的工况相比提高300%以上.使用20%发酵成熟物接种,可在26d的有效发酵时间内完成总产气率的81.30%,有效产气速率为10.76mL.（g.d）-1.其TS,VS与TCOD的降低率分别为40.2%,52.6%和44.9%.增加接种量与延长接种物驯化时间可以缩短有效发酵时间与提高有效产气速率,但对产气率无显著影响.     

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。     

农业废弃物厌氧干发酵技术研究进展

中国是农业大国,农业废弃物产生量逐年增加,但资源化利用率较低。厌氧干发酵技术主要用于处理总固形物质含量在20%～40%(质量分数)之间的固态有机物,是农业废弃物资源化利用的有效途径,具有用水量少、容积产气率高等优点。由于较高的含固率,厌氧干发酵技术还存在反应器启动慢、物料搅拌困难、传热传质差等问题。厌氧干发酵装置的创新与工艺参数的优化直接关系到该技术的进一步推广与应用。通过比较典型的序批式和连续式厌氧干发酵反应器的运行特点,分析主要工艺参数对厌氧干发酵运行过程的影响,综述了近年来国内外厌氧干发酵技术的研究和应用现状,提出了当前厌氧干发酵技术存在的不足,并在技术装备和工艺研究方面对该技术未来的发展趋势进行了展望:开发厌氧干发酵装置中关键环节的设计方法;开展沼渣流变特性、微生物动态变化等深层次机理方面的研究。     

温度、TS对奶牛废物厌氧发酵产气性能影响

为寻找奶牛废物厌氧发酵产气的最佳温度和TS(总固体),本文分别研究了奶牛废物TS为6%、8%和10%的浓度下,温度为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃条件下厌氧发酵过程中的pH变化及产气量。结果表明,随着发酵时间的增长,不同TS值下,温度为30℃、35℃、50℃时,pH值由高变低再升高,当温度为40℃、45℃时,pH值则由高稍有降低,后趋于稳定;在温度一定条件下,不同TS值的奶牛废物随时间的产气趋势基本一致,且随着温度的增高,其达到最佳产气的时间越短。综合考虑产气率和能耗,温度为35℃、TS 8%为牛粪厌氧发酵产气的最佳条件。     

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.     

预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响

为了比较不同预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响,在不同温度（40、80、120、160 ℃和200 ℃）下,采用1% H₂SO₄和2% NaOH两种试剂分别对玉米秸秆进行预处理,再进行中温暗发酵实验,接种物来源于以猪粪为原料的厌氧消化后的沼液。结果表明：最佳的预处理条件为80 ℃下,采用1% H₂SO₄对玉米秸秆预处理60 min,其单位总固体（TS）产氢量达到27 mL/g,比未预处理玉米秸秆提高了56.27%,且最大产氢速率最高可达到15.42 mL/h,比未预处理玉米秸秆的最大产氢速率提高了83.57%。玉米秸秆产氢最适宜的pH值范围为5.0~5.5,不同预处理温度会对产酸量和产酸的组分造成影响,发酵类型均为丁酸型发酵。因此,预处理温度是影响暗发酵制氢性能的一个重要因素。     

不同接种物对牛粪高温厌氧发酵的影响

研究了不同污泥培养的接种物对牛粪厌氧发酵启动时间、COD和BOD5降解情况、VFA及pH、产气量与产气速率的影响。结果表明:二沉池污泥培养的接种物厌氧细菌、产甲烷菌含量高,活性大,浓缩污泥培养的接种物次之,河床污泥培养的接种物各菌种数量及含量最少,且出现板结现象。接种物浓度一定条件下,用二沉池污泥培养的接种物接种,厌氧发酵体系启动速度快,COD、BOD5降解率高,产气量大且平稳。     

专性厌氧菌发酵罐制氢工艺

采用批式发酵工艺研究了专性厌氧菌P的产氢特性.分别探讨了P菌在小样及发酵罐扩大试验中的生长周期、pH值、葡萄糖浓度以及糖蜜浓度等生态因子对产氢能力的影响.结果表明,P菌是一种高效产氢的菌株,在培养10h后进入对数生长期和高速产氢阶段.当葡萄糖浓度为10 g/L,初始pH为7.0,接种比例为10％时,小样发酵和发酵罐的气体总产量均达到最大值,分别为485 mL和17.4L;在发酵罐中,通过连续补加NaOH溶液使pH恒定在7.0左右,可使每升培养基产氢量达到2.473 L,比小样提高了5％,此时葡萄糖分解率达到95.2％,且氢气的质量分数达到68.73％;利用糖蜜作为发酵底物,具有广阔的经济效益和除废产能的环境效益,当糖蜜底物浓度为35 g/L时的产气能力最佳,发酵罐中最大产气量为22 L.