基于混合建模的城市垃圾厌氧发酵车用沼气生命周期评价

利用ISO“生命周期评价原则与框架”,提出了混合建模(PELCA)的生命周期分析方法,对城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料进行了生命周期能耗和环境排放分析,并对安阳市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料进行了生命周期评价.结果表明:城市垃圾厌氧发酵的沼气完全满足国标对车用压缩天然气(CNG)燃料的要求.在城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料生命周期中,全球变暖对环境影响负荷贡献最大,气溶胶最小.车用沼气燃料生命周期环境影响负荷中,车辆运行阶段产生的环境影响最大,燃料阶段最小.城市垃圾厌氧发酵可以作为城市决策者处理垃圾方式的参考依据.     

餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的初步探究

餐厨垃圾在城市生活垃圾中占很大比重,利用微生物技术对餐厨垃圾进行处理并产生能源物质是当前处理餐厨垃圾的主要趋势。研究利用微生物厌氧发酵处理餐厨垃圾产生沼气。实验确定了利用新鲜牛粪和活性污泥做种源处理餐厨垃圾;初步确定了发酵过程中的主要参数：严格厌氧,发酵温度37℃,餐厨垃圾固形物含量不高于25%,接种量占发酵原料的25%~33%均可,发酵pH维持在7左右,发酵周期为15天,存在两个产气高峰,分别存在于接种后的第4~6天,9~11天。     

城市有机生活垃圾的生物气化

利用微生物对城市有机生活垃圾进行气化研究结果表明,城市有机生活垃圾的生物气化是可行的,气化条件是:发酵温度25～35 ℃,pH值7～8,C/N=(20～30):1,在严格厌氧的条件下,可以制取含甲烷65%左右的沼气.加入适量的泥炭有利于厌氧消化.     

餐厨垃圾理化性质及其厌氧发酵产气潜力分析

以某学校餐厨垃圾为原料,分别从物理组成、含水率、挥发性固体含量以及营养元素等方面对餐厨垃圾的理化性质进行分析,并进一步对餐厨垃圾及其组分进行厌氧发酵产沼气能力研究。研究结果表明,餐厨垃圾以米饭为主,具有高含水率和高有机物含量的特性,且营养组成完全满足厌氧发酵工艺的要求。混合餐厨垃圾、米饭、蔬菜和肉类的沼气产率分别为:508.3,478.2,433.3和206.8 mL/g(按挥发性固体计),混合餐厨垃圾的沼气产率比米饭、蔬菜、肉类分别高6.3%,17.3%和145.8%,各组分间营养物质的良性互补可能是导致混合餐厨垃圾产量更高的原因。     

高含固餐厨垃圾半干法厌氧发酵系统运行分析

对为期1年左右的上海浦东新区黎明有机质固废处理厂餐厨垃圾厌氧发酵工程工艺、生产运行状况进行了汇总分析。结果表明:采用基于完全混合式厌氧发酵反应器的半干法厌氧发酵工程,适合高含固餐厨垃圾的厌氧发酵和沼气生产;当厌氧系统维持进料的含固率在10%～20%时,进料有机负荷的年平均值为2. 31 kg VS/(m~3·d),厌氧发酵液的溶解性化学需氧量(SCOD)均值为7 577 mg/L。运行期间厌氧发酵液pH、NH_4~+-N变化较平稳,碱度/挥发性脂肪酸(VFA/ALK)比值均小于0. 11。餐厨垃圾厌氧发酵的VS降解率平均值高达85. 40%,沼气产率均值为672. 09 Nm~3/t VS;该厌氧发酵系统调试1年来各项运行指标良好,可为高含固餐厨垃圾半干法厌氧发酵工程提供有益参考。     

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。     

甘蔗渣霉变对厌氧发酵产沼气的影响

为探究霉变对甘蔗渣厌氧发酵产沼气的影响,本研究选取正常的甘蔗渣和霉变的甘蔗渣,对其结构、理化性质、发酵过程参数和物质去除率进行测定。结果表明,霉变的甘蔗渣结构被破坏,且表面存在较多的附着物和微生物。与正常的甘蔗渣相比,霉变的甘蔗渣含水量提高44.6%,可溶性糖含量降低95.4%,总氮含量提高48.6%,木质纤维素含量增加。在厌氧发酵过程中,正常甘蔗渣的溶解性化学需氧量最高值(3 229.0 mg/L)是霉变的甘蔗渣的3.4倍,且正常的甘蔗渣的总挥发酸(Total Volatile Fatty Acids,TVFA)最大值为1 855.8 mg/L,比霉变的甘蔗渣高26.2%。此外,霉变的甘蔗渣总固体(Total Solids,TS)去除率比正常的甘蔗渣减少17.2%,挥发性固体(Volatile Solids,VS)去除率仅为正常甘蔗渣的56.7%,累积沼气产量和甲烷产量比正常的甘蔗渣分别降低60.6%和77.9%。综上,甘蔗渣霉变后结构遭到破坏,可溶性糖含量急剧下降,产沼气潜力大大降低。     

厨余垃圾厌氧发酵工艺研究

本文在对学生食堂厨余垃圾组分特性进行分析测定的基础上,提出了采用整体一段法干式厌氧发酵工艺进行厨余垃圾＂三化＂处理的技术措施,同时确定了相关工艺参数和进行了工艺装备的设计。     

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.     

厨余垃圾厌氧发酵制备乙酸技术及应用进展

我国垃圾分类全面实施后厨余垃圾产量骤增,目前采用主流的厌氧消化工艺因沼气利用率低、产品附加值低、沼液处理成本高等问题导致项目经济效益不佳,厨余垃级资源化利用技术亟需升级。有机物厌氧发酵制备的有机酸工业用途广泛,其中乙酸是医药、化工等行业的基础原料或者重要中间体,近年来由于能源危机、原材料稀缺以及环境问题促使生物基乙酸需求量日益增加,厨余垃圾发酵制备乙酸为有机固废高值化利用和能源绿色低碳转型提供新出路。通过梳理厨余垃圾厌氧发酵产乙酸过程及其生物代谢机制,阐述不同参数条件对乙酸产量的影响,分析探索提高乙酸产量的方法,为厨余垃圾厌氧产乙酸实际工程应用推广提供参考。     

微藻生物质暗发酵产氢气和甲烷的研究

微藻生物质厌氧消化生产氢气和甲烷效率低下,本研究报道了一种新型微藻处理工艺即两段式暗发酵提高氢气和甲烷产量。结果表明微藻生物质的最佳有机负荷为10 g/L,相应的氢气产量为18.6 mL/g (每克挥发性有机质产气量)。进一步研究表明蛋白酶预处理能进一步提高水解酸化相中氢气的产量至35.5 mL/g,反应pH最低为6.0。同时,蛋白酶预处理能够提高产甲烷相中甲烷产量,并且最大产量为251 mL/g,显著高于空白对照组。机理研究表明两段式消化分别为水解酸化相和产甲烷相提供最佳环境。     

气相色谱法测定合成气厌氧发酵液中挥发性脂肪酸

建立了PEG-20M固定液毛细管柱气相色谱法直接测定合成气厌氧发酵液中挥发性脂肪酸(VFAs,乙醇、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸和辛酸)的方法;在对样品预酸化处理(pH=3)后,对比程序升温和恒温两种色谱条件对VFAs的分离时间,并确定了恒温条件下方法的线性范围、检出限、精密度及回收率;结果表明:在恒温条件下,分离C6以内(乙醇、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸) VFAs的总时长在5 min左右,仅辛酸出峰时间在9. 8 min;全部7种化合物所在线性范围内,相关系数r均大于0. 993 7,线性良好;检出限在0. 4～1. 1 mg/L之间;实际样品不同质量浓度的加标回收,其回收率在94. 5%～109. 3%之间,相对标准偏差小于10. 4%。     

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%。     

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。     

餐厨垃圾厌氧发酵制氢残留物连续沼气发酵研究

餐厨垃圾中有机物含量高,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后残留物中含有丰富的低级脂肪酸、醇类等。从接种产甲烷菌和pH调节角度,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物研究连续沼气发酵,提高餐厨垃圾资源利用率。结果表明,在接种产甲烷菌和调节发酵体系pH7的条件下,餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物能够连续沼气发酵。接种以新鲜沼渣为产甲烷菌来源的沼气发酵比以厌氧活性污泥为产甲烷菌种来源的沼气发酵产气效果好。     

餐厨垃圾两相厌氧发酵技术研究和应用进展

近年来,我国餐厨垃圾产生量逐年增加其无害化、減量化和资源化处理越来越受到人们的重视。两相厌氧发酵因其将水解酸化阶段和产甲烷阶段分离克服了单相厌氧发酵易酸化、运行不稳定等问题,正逐渐成为餐厨垃圾资源化处理的重要选择。综述了餐厨垃圾两相厌氧发酵工艺的控制參数、发酵原料和反应器等方面的最新研究和应用进展,总结了该工艺在研究和应用中存在的一些问题展望了两相厌氧发酵用于餐厨垃圾处理的发展前景。     

气提法从发酵液中分离醇的模拟实验

用饱和糖的醇水溶液去模拟发酵液，通过理论分析和实验，论证气提法除醇的可行性．讨论糖对醇饱和蒸气压的效应，以及操作温度、气提流率（ＶＬ／Ｇ）对气提的影响．     

乳品废水厌氧发酵生化指标变化的研究

通过厌氧发酵对乳品加工废水处理过程中的生化指标测定,找出影响因素,并进行较为系统的分析和研究。主要影响因素有温度、泥水比、发酵时间,它们在一定的范围内对乳品废水厌氧发酵、降解有机物有较大的影响。试验通过厌氧发酵对乳品废水进行处理,探寻出各单因素对乳品废水厌氧发酵的影响,找出最佳处理结果,得出各因素的合理组合,从而优化乳品废水厌氧发酵的工艺条件。     

催化燃烧—等离子体协同处理挥发性有机废气

针对工业生产过程产生的有机废气,探究利用催化燃烧—等离子体降解有机废气的机理与工程应用的可行性。实验室研发了一套催化燃烧—等离子体装置,催化燃烧装置在1.5 L/min气体流量下,以纳米Fe2O3、纳米V2O5、Mn O2为混合催化剂,在200~400℃下进行催化燃烧,停留8 s,等离子体装置在放电电压16 k V,停留10 s,该废气处理装置可使苯、甲苯和二甲苯的降解率分别达到95.1%、96.8%、97.2%,实现了废气的达标排放。