绿氧与NaOH组合处理对玉米秸厌氧消化性能影响

用绿氧(GO)与NaOH组合对玉米秸秆进行预处理,研究了不同GO添加量对玉米秸厌氧消化产气性能的影响。结果表明:绿氧与NaOH组合预处理可使产气高峰提前,在2%NaOH中分别添加0.05%GO(1#)和0.1%GO(2#)的预处理样品T80时间为31 d和34 d,比2%NaOH预处理样品(3#)分别缩短了5 d和2 d;总产气量较3#样品都有明显的提高,其中1#样品总产气量为40750mL,是3#样品的1.1倍;其反应后总固体(TS)、挥发性固体(VS)减少的也最多,分别由32.8%和47.8%提高到了37%和50.9%。因此,绿氧(GO)与NaOH组合可以提高秸秆的可生物降解性和发酵产气率。     

秸秆固化成型燃料引火助燃剂研究

以玉米秸秆块状成型燃料为试验原料,LLA-6型户用生物质炉具为试验装置,选取了废弃机油、废弃柴油2种废弃液体燃料为配制原料,按不同的体积比(5∶1～1∶5)相互混合,配制成9种液体引火助燃剂,以不同的用量对助燃剂进行了试验研究。结果发现,当用量≥5mL时除废弃机油和废弃柴油按5∶1配比混合的助燃剂①JC51外的8种助燃剂均能顺利将成型燃料引燃,并且废弃机油和废弃柴油按1∶5配比混合的助燃剂⑨JC15引燃效果最好,当用量为8～9mL时,40s即可使炉火达到炊事要求,比不加助燃剂的燃料引燃时间缩短了30～40倍。引火助燃剂的研究解决了秸秆固化成型燃料推广过程中普遍存在的点火难和使用不方便的问题。     

半连续式厨余和牛粪混合厌氧消化

在中温35℃下，通过半连续运行方式，对牛粪、厨余的单独消化以及厨余和牛粪的混合消化进行了对比研究。试验结果表明，由于混合消化提供了较佳的水解酸化pH值范围，提高了缓冲能力，改善了碳氮比，因此其产气性能明显好于单独消化。其中，厨余和牛粪中的挥发性固体（VS）质量比为3∶1时混合消化效果最佳，甲烷产率为0.23L/(gVS),分别是牛粪和厨余单独消化时的38和16倍,VS去除率高达71.9%。这说明，混合消化是提高厌氧消化性能的有效途径之一。     

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。     

超重力吸收与批式解吸工艺结合用于乙醇胺(MEA)-乙醇溶液沼气脱碳的研究

利用超重力反应器对乙醇胺（MEA）-乙醇溶液用于沼气脱碳的吸收性能进行了研究,将批式解吸工艺用于沼气脱碳,对使用了加热器的MEA-乙醇富液的批式解吸性能进行分析。研究发现进液量、进液MEA含量和转子转速的升高以及进气量、进气CO₂含量的降低会提升脱碳效果;最佳转子转速为1 000 r/min,此时当进入超重力反应器的n（CO₂）/n（MEA）<0.4时CO₂去除率可以接近100%;解吸液CO₂负荷最低可以达到0.03 mol/mol;在MEA浓度4.92 mol/L、解吸时间20 min时,单位解吸能耗（释放单位质量CO₂的能耗）达到最低,为3.17 MJ/kg,此时解吸液负荷为0.16 mol/mol。批式解吸可以通过控制解吸时间准确地调节解吸液CO₂负荷,吸收-解吸循环次数的增加不会导致脱碳效果的恶化。     

皂脚酸化废水的批式厌氧消化处理效果及最佳进料负荷研究

通过批式实验对皂脚酸化废水的厌氧消化处理效果和最佳进料负荷进行了研究。结果表明:皂脚酸化废水的厌氧产甲烷潜力为457 m L/g;当反应周期为20 d时,进料负荷(OLR)分别为5、7.5、10、12.5 g/L(以COD计)的4组皂脚酸化废水批式厌氧消化产气系统,其单位COD累积甲烷产量分别为457、423、433、333 m L/g,产气中的甲烷含量最高分别为74%、72%、73%、72%,化学需氧量(COD)的去除率分别为73.1%、72.2%、71.8%、67.4%,总磷(TP)的去除率分别为76%、65%、59%和56%。通过本研究得出:厌氧消化对皂脚酸化废水中的COD、TP等污染指标有较好的去除作用,且可以实现生物能源的回收利用;在高负荷12.5 g/L下厌氧消化效果出现减退,故建议放大化进料负荷r≤10 g/L。     

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。     

添加铁氧化物和活性炭对玉米秸秆两相厌氧消化性能和微生物学特性影响研究

为了提高玉米秸秆厌氧消化性能,将铁氧化物（Fe₂O₃,Fe₃O₄）和活性炭分别添加到玉米秸秆两相厌氧消化系统中的酸化相和甲烷相进行试验。结果表明,在酸化相和甲烷相中分别添加Fe₃O₄粉末和活性炭粉末（PAC）的试验组效果最佳。Fe₃O₄粉末添加到酸化相后,挥发性脂肪酸（volatile fatty acids,VFAs）与乙醇的总含量比对照组中两者的总含量提高了25.4%。酸化结束后加入活性炭粉末继续进行甲烷化试验,玉米秸秆累积产甲烷量达到7 965 mL,比对照组提高了27.8%。与对照组相比,添加Fe₃O₄粉末和活性炭粉末试验组的t₈₀（累积产甲烷量达到总甲烷产量的80%所用的时间）缩短了8 d,电导率提高了33.3%。从微生物群落角度分析,在Fe₃O₄+PAC试验组中,细菌优势菌属为Clostridium_sensu_stricto_1,古菌优势菌属为Methanobacterium,可以提高H₂利用率并且促进厌氧过程中的直接种间电子传递（direct interspecies electron transfer,DIET）。因此,Fe₃O₄粉末和活性炭粉末的添加可以有效提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷潜力。     

沼气水洗技术中解吸工艺对提纯性能的影响分析与优化

以中试规模的25 Nm³/h沼气压力水洗提纯实验系统为基础,耦合填料吸收塔/填料解吸塔和填料吸收塔/旋转解吸床两种工艺,研究解吸工艺对提纯性能的影响以及强化解吸的优化对比。塔/塔系统实验结果表明,当鼓风量Q_a从0增至20 Nm³/h时,吸收塔的分离效率快速上升(产品气CO₂体积分数y₂至3%以下)而后趋向稳定,权衡效率与能耗下Q_a与进气流量G的优化比值在3～4之间。在压力为0.85～1.15 MPa、温度为10～25℃、液气比1∶8～1∶5、进气CO₂体积分数为35%～50%及进气流量为15～30 Nm³/h条件下,分析了解吸对分离性能的影响程度及机理,发现当进水CO₂摩尔分数达0.000 1时相对纯贫液的传质单元数N_OG上升幅度在15.7%～42.8%之间。通过塔/床系统实验得出当转速增至840 r/min时,y₂快速下降至2.02%而后趋向稳定...     

沼液原位生化预处理玉米秸与猪粪混合厌氧消化性能分析

对沼液预处理玉米秸与猪粪的混合厌氧消化性能进行研究,针对主要预处理参数采用四因素四水平正交实验设计,结果表明:经沼液预处理的各组累积产甲烷量比未处理组提高8.07%~32.56%;最优预处理条件为总含固率10%,沼液经4 mm筛网过滤,预处理温度35℃,预处理时间3 d;在最优预处理条件下,沼液预处理较未处理组产气峰值提高65.01%,出现峰值时间提前8 d,累积产甲烷量达到80%时间(t80)缩短33.33%,单位总固体含量(TS)产甲烷量达到192.45 m L/g,比未处理组提高了22.89%,与Na OH预处理效果相近,氨氮、碱度浓度适中,系统稳定性良好。因此,沼液预处理能够明显提高混合物料的厌氧消化性能,同时减少沼液排放,降低二次污染。