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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。