超声波结合稀碱预处理玉米秸秆发酵的研究

将超声波萃取工艺结合传统的稀碱法对玉米秸秆进行发酵预处理研究。结果表明：2%NaOH溶液预处理1d,再采用双频（28kHz,60W;20kHz,900W）超声60min预处理的样品,比未做任何处理的样品产气量提高18.13%,比2%NaOH预处理3d、但未作超声处理的样品产气量提高8.58%,并且还可以节约12%的时间成本。发酵条件优化得最佳预处理方案为：固液比1∶12,单频(20kHz,900W),超声30min。     

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%.     

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。     

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.     

稻草秸秆厌氧发酵接种物的驯化初步研究

通过分析接种物培养液的产气率、产甲烷率、pH值和挥发酸（VFA）等指标的变化情况,比较研究了室温（22±212）条件下磷酸盐添加对秸秆厌氧发酵接种物驯化的影响．研究结果表明,培养液产气情况稳定,接种物活性在驯化15d后迅速上升,并在发酵前期和中后期先后出现两个产气高峰;与对照组相比,添加磷酸盐的培养液的产气高峰出现较早,且总产气量略高;磷酸盐对厌氧微生物的营养结构有一定的调整作用．     

基于不同时间碱液预处理条件下厌氧发酵物料的转化

碱液预处理法操作简便、木质素去除效果显著,是目前较为常用和有效的秸秆预处理方法。本研究以玉米秸秆为原料,采用较低浓度碱液(1.2 %)预处理,分别测量预处理2 d、4 d、6 d、8 d、10 d后的原料中纤维素、半纤维素和木质素的变化水平,选择COD、产甲烷率、产气率等指标对比分析不同预处理时间对于发酵产气率的影响及物料平衡情况,为探求预处理和厌氧发酵过程中物料转化原理、碱液成分分析以及碱液回收利用等研究方向提供参考依据。结果表明,预处理2 d的条件下,破坏木质素纤维结构所析出的半纤维素占比最高为11.93 %,半纤维素得到最大程度解离是高产气率的重要原因之一,同时该条件下COD浓度最高达到17.93 g/L,秸秆损耗率最低,仅占15.24 %。厌氧发酵实验中,预处理2 d后的原料产气率最高为49.43 %,能够满足在高产气率的前提下,实现缩短预处理时间和提高产气效率的双重效果。     

水葫芦根厌氧发酵与沙角衣藻生长偶联研究

本文对水葫芦采用不同浓度的NaOH预处理,研究其对水葫芦厌氧发酵产气量的影响. 在培养基中分别加入乙酸钠、碳酸氢钠和发酵上清液培养沙角衣藻,讨论对沙角衣藻生长的影响. 结果发现,2% 浓度的NaOH预处理对根发酵产气最为有利,根叶混合物经预处理后可获得802.6mL/100g新鲜底物的最佳产气量;以乙酸钠作培养基碳源,沙角衣藻生物量能得到明显积累,可从初始的0.4×106个/mL达到10d后的2.84×106个/mL.     

丙酸预处理提高小麦秸秆厌氧发酵产沼气性能

为了探究丙酸预处理对麦秆厌氧发酵产沼气性能的影响,采用不同浓度的丙酸溶液对麦秆进行系列预处理,在中温(35±1)℃、小麦秸秆和牛粪按1:1配比的条件下进行了厌氧发酵试验.结果显示,经过不同质量百分数的丙酸预处理过后,小麦秸秆的木质纤维结构被明显破坏,显著缩短了发酵的启动时间,并不同程度上提升麦秆厌氧发酵产沼气的性能.其中以7%丙酸预处理试验组的效果最好,利用其对小麦秸秆进行7 d预处理,然后经过30 d的厌氧发酵.总产气量最多,为15 147 m L,日均产气量为432.77 m L/d,在此情况下,p H初期波动之后,基本保持在7.0左右,日产气量和甲烷含量波动最大.综合以上各种因素可以得出7%丙酸预处理是较优的工艺条件.     

马铃薯秸秆发酵制燃料乙醇预处理条件的优化研究

以马铃薯秸秆为原料,用不同浓度的稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、Na_2S溶液、NaHCO_3溶液、NH_3?H_2O和NaOH-H_2O_2的混合溶液对马铃薯秸秆进行预处理;通过单因素和正交试验,分析预处理后秸秆中纤维素的含量、糖化率等.结果表明,对秸秆糖化率的影响由大到小为浓度、处理时间、固液比(质量与体积之比)、温度;以3%NaOH溶液和3%H_2O_2(体积比为2∶1)混合液为处理试剂,在温度为60℃,处理时间为4 d,固液比(质量与体积之比)为1∶12为最佳的处理条件.     

基质微生物比对油菜籽饼粕沼气发酵的影响

研究不同基质微生物在以油菜籽饼粕为原料的沼气发酵中对产气性能的影响.在30℃条件下以油菜籽饼粕为发酵原料,分别选取基质微生物比F/M(VS/VS)为0.20、0.15进行批量式发酵.结果表明,基质微生物比F/M(VS/VS)=0.20的实验组TS、VS产气率、总产气量及达到总产气量80%的发酵时间分别为165mL/g·TS、184mL/g·VS、2 310mL和4d,而F/M(VS/VS)=0.15的实验组分别为95mL/g·TS、106mL/g·VS、1 330mL和17d.因此,基质微生物比对油菜籽饼粕的沼气发酵有着较大影响.     

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.     

不同城市不同类型污泥厌氧消化产气性能比较

在中温（35℃）条件下，对不同城市的浓缩污泥和压滤污泥在60、80和100g/L三种不同负荷率下，进行厌氧消化产气性能比较研究。结果显示，在三种不同的负荷率下，同一污泥的单位总固体（TS）产气量、单位挥发性固体（VS）产气量、消化单位TS产气量、消化单位VS产气量之间没有显著差异。同一城市浓缩污泥和压滤污泥的厌氧消化性能相比有些不同，但差异不显著。取自北京某污水处理厂的两种污泥的厌氧消化性都明显好于河南某污水处理厂的污泥，其浓缩泥和压滤泥的消化单位VS产气量分别为0.7和0.9L/g，具有较佳的厌氧消化性能。     

火龙果果皮产沼气发酵实验研究

在30℃下,采用全混合批量发酵工艺、发酵料液总固体含量(TS)分别为5.93%和5.99%的条件下,对红心红皮和白心红皮2种火龙果果皮进行了29 d的厌氧发酵实验.结果表明,红心红皮火龙果果皮的TS、挥发性固体含量(VS)及原料产气率分别为490、576mL/g和77mL/g;白心红皮火龙果果皮的TS、VS及原料产气率分别为383、464 mL/g和73 mL/g.从能源转化率来看,红心红皮火龙果果皮的能源转化效率为70.38%,白心红皮火龙果果皮为69.80%.两者均可作为沼气发酵的原料.     

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.     

不同温度下芦荟皮厌氧发酵产沼气的实验研究

为获得不同温度条件下芦荟皮厌氧发酵产沼气的潜力和特性,采用全混合批量发酵装置分别在20℃和30℃下对其进行沼气发酵实验。结果表明,在20℃时,芦荟皮发酵净产气量为952mL,TS产气率为349mL/g,VS产气率为423mL/g;在30℃时,净产气量为1 303mL,TS产气率为478mL/g,VS产气率为579mL/g,说明芦荟皮具有较好的产气潜力;30℃条件下芦荟皮的TS产气率为20℃条件下的1.37倍,TS利用率、VS利用率都比20℃条件下的高1倍以上,表明30℃更利于芦荟皮厌氧发酵产沼气。     

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.     

香蕉杆组分测定及其产沼气潜力的研究

【目的】测定香蕉杆中的纤维素、半纤维素和木质素组分,并对其发酵产沼气的潜力进行研究,以期为香蕉杆的资源化利用提供可靠的基础资料。【方法】分别采用改进后的硫酸-重铬酸钾氧化法、2mol/L盐酸水解法和72%浓硫酸法测定香蕉杆中纤维素、半纤维素和木质素的含量;在35℃恒温条件下进行厌氧发酵产沼气,绘制不同原料产沼气过程变化曲线图。【结果】香蕉杆纤维素、半纤维素和木质素含量分别为17.47%、11%、6.86%,其厌氧发酵产沼气最高可达到(155±3)mL/g TS。【结论】香蕉杆纤维含量较高,可作为沼气发酵原料使用,为香蕉杆的资源化利用提供有益参考。     

Cellulose-hydrogen production from corn stalk biomass by anaerobic fermentation

Cellulose-hydrogen production from corn stalk by lesser panda manure was carried out in batch tests and a 5 L scale-up continuously stirred anaerobic bioreactor(CSABR),respectively.The bio-pretreatment of corn stalk was found most effective at 25℃ using microbe additive of 7.5 g/kg,in which the yields of soluble saccharides(SS) and lactic acid were 212 mg/g-TS and 21 mg/g-TS,respectively.The maximum cumulative H2 yield(176 ml/g-TS) and H2 production rate(14.5 ml/g-TS h-1) were obtained at pH 5.5,36℃ by trea...     

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）.