固体碱强化水葫芦发酵产沼气的研究

采用固体碱预处理水葫芦，驯化污泥，并将其添加于水葫芦发酵体系中进行厌氧发酵。考察固体碱对水葫芦微观结构、活性污泥驯化、厌氧发酵产气速率以及甲烷含量的影响。结果表明：发酵初始加入固体碱且添加量为发酵底物的60%时，发酵平均产气速率最高，为16.88mL/(g·d)，此时，甲烷含量也达到最大，为80.06%；与不添加固体碱的发酵体系相比，分别提高了72.77%和64.73%。固体碱不但能驯化污泥，而且能破坏水葫芦的致密纤维结构，同时能调节发酵体系的pH值，防止有机酸对产酸菌的反馈抑制，创造更适宜于产甲烷菌生长的有利环境，提高水葫芦甲烷化的速率和效率。     

水葫芦厌氧发酵资源化利用方法初探

利用水葫芦与驯化厌氧污泥混合进行厌氧发酵以提高产气效率,实现了水葫芦资源化利用目标。结果表明水葫芦具有良好的生物降解性,是厌氧发酵产气的优质原料。通过实验发现污泥驯化、污泥接种比例、系统p H值是影响水葫芦厌氧发酵产气的重要参数。     

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.     

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。     

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%.     

接种物对香蕉皮厌氧消化的影响

以香蕉皮为发酵原料,在平均室温21.7℃条件下,研究了接种物对香蕉皮厌氧发酵产气特性的影响。结果表明,驯化菌种试验组较普通菌种试验组显现出了明显的优势,总产气量高出53.7%。两试验组发酵的产气品质一直较好,11天后沼气中甲烷含量维持在65%左右。结果还表明菌种经驯化后,产沼气的潜力会大大提高。     

预处理对造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵的影响

为揭示联产氢气和甲烷复合工艺中预处理对物料液化水解率及系统产气性能的影响,利用不同浓度的酸(H2SO4)、碱(NaOH)预处理造纸污泥和餐厨垃圾混合物,在中温-高温条件下将预处理后的物料进行混合发酵联产氢气和甲烷,研究了不同浓度的酸/碱预处理后,造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵联产氢气和甲烷性能.结果表明:酸/碱预处理对物料产生了明显的水解作用,物料中的大分子物质被降解为小分子颗粒;预处理对混合发酵产氢阶段具有明显的促进作用,其中以添加10%NaOH(以物料总固体计)的碱预处理效果最佳,其氢气产率较未经预处理的对照(CK)提高了50.20%,挥发性固体(VS)去除率达到了16.06%;预处理在产氢后的产甲烷阶段对甲烷产率没有明显的促进作用,各反应器的甲烷产率与CK相近或低于CK,VS总去除率也以CK为最高.     

水葫芦厌氧发酵产气规律

对水葫芦厌氧发酵产气规律进行了研究，对比了不同的温度、接种率、破碎程度对水葫芦厌氧发酵产气的影响。35℃与55℃相同接种比例条件下，55℃条件下产气量更大，产气速度明显加快，但系统酸化阶段没有明显缩短；接种率为1：1左右有利于反应的进行；另外，样品破碎程度对发酵速率也有影响。     

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%.     

鸡粪废水生物厌氧发酵产沼气的试验研究

本文采用UBF,AF和CSTR等三种不同的生物厌氧发酵装置对集约化养殖场的鸡粪废水进行了厌氧发酵产沼气的试验研究。研究表明,UBF和CSTR在稳定运行期的产气情况较好。沼气中甲烷含量随发酵进程而增长,各装置的气体甲烷含量均可超过65%,说明各试验装置运行良好,产气正常。三种厌氧发酵装置对鸡粪废水中CODcr的去除率较高,均可达到85%以上。     

低温沼气发酵促进剂的研究

通过低温野生菌群和低温厌氧颗粒污泥菌群筛选,及其后续的互补复合优化,选育出了低温沼气发酵功能菌群。沼气发酵实验结果表明,该菌群采用后最高日产气量均明显高于单独采用野生菌群和厌氧颗粒污泥菌群,具有显著改善低温沼气发酵性能。以此为基础研制的低温沼气发酵促进剂,在13℃下可使产气率平均提高46.6%,10℃下产气率平均提高41.1%。沼气池试验中,低温沼气发酵促进剂可显著提高沼气的甲烷含量,可使甲烷含量平均提高24%。     

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。     

褐铁矿强化污泥厌氧发酵及经济分析

污泥厌氧发酵具有污染小,并且能获得能源物质的优势。然而污泥厌氧发酵效率低。探究了褐铁矿强化污泥厌氧发酵产甲烷的影响。结果表明褐铁矿存在能够提高污泥厌氧发酵产甲烷率;当褐铁矿含量由0增加至4%时,甲烷产量由101. 8 m L/g增加至128. 9 m L/g。褐铁矿能够促进污泥厌氧发酵水解过程;并且褐铁矿含量越高,溶解性COD的最大值越高。此外,褐铁矿促进污泥厌氧发酵过程短链脂肪酸(SCFA)的积累;当褐铁矿的含量为3%时,SCFA的最大积累量为4 025 mg/L,显著高于空白对照组。褐铁矿存在促进乙酸的积累;当褐铁矿含量由1%增加至4%时,乙酸含量由35%增加至42%。p H为7有利于褐铁矿强化污泥厌氧发酵;而碱性环境抑制甲烷产生。经济分析表明褐铁矿的最佳剂量为3%,总节约费用为329. 2元/t。     

酸木瓜籽产沼气潜力的实验探究

以污水处理厂活性污泥为接种物,以提油后的酸木瓜籽为发酵原料,按一定比例配制成浓度为6%的发酵液在30℃进行批量发酵,测定原料发酵前后的总固体（TS）含量、挥发性固体（VS）含量、pH值和日产气量.结果表明,以提油后的酸木瓜籽为发酵原料发酵,第1天即开始产气,且产气量达到310mL,但甲烷含量低,不能燃烧,第2~6天出现酸化现象,停止产气,随后体系恢复正常连续产气至结束,发酵至第20天的产气量占总产气量的81%左右.酸木瓜籽的TS利用率为27.26%,VS利用率为19.2%,其产气潜力为178g/mL（TS）和185g/mL（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%。     

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。     

低有机质污泥高温热处理对高温厌氧消化性能的影响

目前我国市政污水处理厂构筑物中的污泥多为低有机质污泥.为提高其产气性能,对低有机质污泥进行高温预处理,在此基础上进行批式高温厌氧发酵实验,探索了高温热处理污泥对高温厌氧消化性能的影响.实验结果表明,污泥含固率是影响产甲烷的主要因素,热处理温度和时间对产甲烷的影响较小.含固率为6%时,最大甲烷含量和累积产甲烷量分别达到67.09%和135.98 mL·(g·VS)~(-1).     

乙醇对生物成气过程中煤地质微生物菌群结构及产气途径的影响

微生物增产煤层气是煤层气再生和赋存的有效途径,了解煤地质微生物菌群结构对促进煤层气的生物生成具有重要意义。文章旨在分析在不同乙醇浓度下褐煤厌氧发酵过程中,微生物产甲烷菌群数量、结构的动态变化及产气类型,分别添加质量分数0.5%和1%两种不同浓度的乙醇,利用褐煤进行为期90 d的厌氧发酵实验。在发酵过程中不同时间取样,通过PCR-DGGE、实时荧光定量PCR,对不同发酵阶段微生物的种类和数目进行分析。采用454焦磷酸高通量测序,进一步分析不同发酵阶段细菌及古菌菌群结构的变化,进而推测产气类型的变化。实时荧光定量PCR分析表明,随着发酵时间的延长,不论是细菌菌群还是古菌菌群的数量均有所增加。高通量测序结果显示,发酵过程中,对照组和添加0.5%和1%乙醇的实验组细菌物种组成差异不明显(P0.05)。对于古菌菌群而言,对照组和添加0.5%和1%乙醇的实验组物种组成差异明显(P0.05)。PCR-DGGE指纹图谱分析表明,样品微生物主要菌群与高通量测序结果大体一致。添加乙醇的实验组与对照组之间差异明显(P0.05),对照组中,随着发酵时间的延长,甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)逐渐增多,添加0.5%和1%乙醇的实验组中则是甲烷杆菌属(Methanobacterium)明显增加,表明乙醇的添加改变了煤地质微生物发酵的菌群结构。Candidatus-Methanoplasma、甲烷杆菌属、甲烷八叠球菌属分属不同的产甲烷菌属,表明乙醇的添加改变了甲烷生物生成的产气类型。     

稻秸与蓝藻混合厌氧发酵产沼气试验研究

分别以单一稻秸和稻秸中添加蓝藻为底料,控制发酵温度35±1℃进行厌氧发酵产沼气的对比试验.结果表明:稻秸和蓝藻相混合是良好的沼气发酵原料,其产气速度、产量明显高于单一稻秸为底料的处理.实验B组稻秸和蓝藻1:1混合厌氧发酵的两次产气高峰期都集中在发酵的前16d,而实验A组单一稻秸处理只有发酵第7d的一次产气高峰;前者的TS单日最高产气量、平均日产气量、累积产气量、TS产气潜力和甲烷含量分别为20.21ml.g-1、541.97ml、38480ml、456.09ml.g-1和76.88%,都明显高于后者的4.57ml.g-1、347ml、6940ml、42.03ml.g-1和42.33%的各项指标;并且实验B组的料液TS降解率52.54%远高于实验A组的5.52%;在整个发酵过程中,各组pH保持在6.5-7.2的范围内.     

污泥增强番茄茎叶单相发酵产沼气研究

针对番茄茎叶自然发酵速率较慢的问题,采用与剩余污泥混合发酵(番茄茎叶与污泥挥发性固体质量比为1:2)调控底物营养结构,同时接种0.1g/mL颗粒污泥弥补体系产甲烷菌微生物不足的方法,不仅使番茄茎叶的去除率达到95%以上,而且显著提高有机物发酵的沼气产率至263mL/g(提高7.5倍),沼气中甲烷体积分数也相应提高至64.5%?该发酵方法不仅达到了以废治废的目的,而且实现了资源利用最大化?