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%.     

菟丝子发酵产沼气潜力试验

以菟丝子为原料,在(30±1)℃的中温条件下进行批量式沼气发酵试验.发酵料液的TS浓度设为5%,沼气发酵试验的运行时间为62d.结果表明,菟丝子发酵产沼气的潜力分别为684 mL/g(TS)和751mL/g(VS),池容产气率为0.2mL/(mL·d).     

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.     

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.     

菠萝蜜废弃物沼气发酵的实验研究

实验以菠萝蜜的果皮、软皮、果核三种废弃物为发酵原料,采用中温30℃批量发酵工艺,进行沼气发酵。结果表明,菠萝蜜果皮的产气潜力为239mL/g.TS和257mL/g.VS,菠萝蜜软皮的产气潜力为238mL/g.TS和259mL/g.VS,菠萝蜜果核的产气极低。因此,对菠萝蜜的果皮和软皮这两种废弃物进行沼气能源化利用是可行的。     

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.     

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.     

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.     

韭菜废弃物批量和半连续发酵产沼气的研究

以韭菜为发酵原料,进行了发酵产沼气实验研究.结果表明,在中温(30±1)℃的条件下进行批量发酵,切碎与捣碎韭菜的原料产气率分别为500mL/gTS(560mL/gVS)和410mL/gTS(460mL/gVS);在中温(30±1)℃、HRT=15d的条件下进行半连续发酵,进入第二个发酵周期时,可减轻韭菜发酵抑制剂的影响,产气较为平稳.     

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。     

四季青废料的产沼气潜力研究

为了实现草坪修剪废料的资源化利用,采用四季青草坪修剪废料为发酵原料,在30℃恒温水浴条件下,采用批量工艺模式,对其厌氧发酵产沼气潜力进行实验研究.实验结果表明,四季青废料发酵周期为61d,其TS产气率为1 540mL/g,VS产气率为1 762mL/g,原料产气率为266mL/g.     

西番莲果皮发酵产沼气潜力的实验研究

以西番莲果皮为原料,在中温(30±1℃)条件下进行批量式沼气发酵实验,发酵时间为28d,结果表明,西番莲果皮产气潜力分别为867mL/g.TS和936mL/g.VS,是一种较好的沼气发酵原料。     

新鲜薇甘菊在不同温度下厌氧发酵产气潜力的研究

为探究薇甘菊的新型防治方式和产沼气潜力,对新鲜采集的薇甘菊进行厌氧发酵实验.实验设置对照组(120mL接种物)和两个实验组(68g薇甘菊+120mL接种物),每个实验组的发酵液体积为400mL,采用全混合批量式发酵模式,在中温30℃和常温平均24℃的条件下,进行沼气发酵实验.结果表明,中温30℃和常温实验组的沼气发酵历时32d,中温30℃和常温净产气量分别为3 725mL、2 765mL.从实验结果计算得出,中温30℃下薇甘菊的TS产气潜力为511mL/g,VS产气潜力为627mL/g.     

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.     

金银草发酵产沼气研究

对金银草进行厌氧发酵产沼气试验,为金银草茎叶的有机废弃物利用提供一条可行的途径.在30℃中温条件下,采用批量发酵形式,厌氧发酵时间为61d,实验结果表明,金银草TS产气率为654 mL/g,VS产气率为728 mL/g.     

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.     

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.     

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.     

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.     

餐厨垃圾沼气发酵的实验研究

为了研究早餐餐厨垃圾和午餐餐厨垃圾厌氧消化产沼气的潜力及含油对沼气发酵的影响,在中温30℃下,对早餐含油组、早餐分油组、午餐含油组及午餐分油组进行了实验.实验结果表明,早餐组的产气潜力明显要比午餐的高,早餐含油组、早餐分油组、午餐含油组及午餐分油组的累计产气量分别为6 606mL、6 842mL、2 442mL、3 199mL,原料TS产气量分别为740.58mL·g-1、767.04mL·g-1、273.77mL·g-1、358.63mL·g-1.含油组所产沼气中的甲烷含量要比分油组的高.