沼气发酵与生态农业

从沼气发酵的微生物学原理、发酵过程及影响发酵的因素和所用原料,综合论述了沼气发酵研究的新进展,并结合生态农业的大背景对沼气发酵的前景、发展趋势等方面进行了分析.     

能源草沼气发酵应用潜力及应用前景

为探索能源草沼气发酵应用前景,利用自行设计的试验装置开展了京郊地区柳枝稷、荻、芦竹的沼气发酵试验,对其应用潜力开展了量化分析.3种能源草的有效沼气发酵过程持续30d,沼气产量集中在前10天内,分别占单位质量原料沼气产量的84.45%、84.81%、85.02%.3种能源草中,柳枝稷沼气发酵启动较快,基本完成沼气发酵过程所需时间较短,为18d;芦竹的单位质量原料沼气产量、单位面积沼气产量、单位面积沼气发电量较高,分别为188.67m3/t、5868.95m3/hm2、9390.33kWh/hm2,柳枝稷次之,荻再次之;荻的大气净化价值较大;每发酵生产1000m3沼气所需种植的柳枝稷、荻、芦竹在1个生长季中可以固定大气CO29135.34kg、12857.14kg、8586.57kg.柳枝稷、荻、芦竹3种能源草可以用作并丰富沼气发酵原料种类.     

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.     

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%。     

豌豆壳沼气发酵潜力的研究

实验以豌豆壳为原料,采用批量发酵工艺,进行发酵产沼气实验,实验结果表明,豌豆壳是一种较好的沼气发酵原料,其沼气发酵潜力为208ml/gTS,220ml/gVS。     

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.     

沼气发酵混合菌种的筛选和投池试验

在沼气发酵中,一般不需要添加菌种也能产生沼气.如利用城市下水道污泥、屠宰场污泥、牛粪、猪粪、池塘污泥等作为发酵原料时,即使不添加“菌种”也能产生沼气.我省广大农村的小沼气池过去就是这样做的.但国外和国内许多大小沼气池,往往要接种一定量的污泥(即沼气发酵混合菌种),用以加快沼气发酵的速度,以便提高产气量.我们试验的目的,则是想从许多不同生态环境中采集活性污泥,筛选出适宜于农村小沼气池低温发酵和多原料入池发酵的沼气混合菌种,以便用于农村沼气池,达到提高产气率的目的.     

不同来源接种物对中温沼气发酵的影响

为了配合农业工程研究设计院及北京市通县苏庄大队修建中温发酵沼气池的需要,我们进行了不同来源接种物对中温(34℃)沼气发酵的影响的试验。在常温条件下,一定量的接种物对沼气发酵有促进作用。不同来源的接种物,其促进作用也有差异,特别是在沼气发酵的开始阶段,其作用就更加明显①。在大型中温沼气池里,不同接种物对沼气发酵的影响怎     

沼气发酵能量转换效率的研究

章以五种常用的发酵原料为研究对象，对其沼气发酵能量转换的理论效率，实际效率以及沼气发酵和沼气燃烧两次能量转换的总效率进行研究，同时对其直接燃烧和制取沼气两种不同利用方式中获得的有效热值进行比较，提出提高沼气发酵技术及其能量转换效率，综合利用生物物质再生资源，是推广和普及沼气发酵技术的关键。     

有机废水厌氧处理的动力学分析和最佳参数控制

通过对沼气发酵动力学和微生物生长规律的研究,从理论上建立了沼气生产的数学模型。利用计算机进行优化设计,并且对发酵最佳参数进行自动控制,这对于更科学地利用有机废料、开发农村和工业沼气是一次有意义的探索     

提高沼气发酵温度的技术措施分析

分析影响沼气发酵温度的诸多因素,提出作好发酵装置的保温和切断地温,减少发酵料液的能量散失;充分利用太阳能;大中型沼气工程充分回收沼气发电余热升温料液,从而达到四季稳定经济运行的目的。     

如何启动新建沼气池

沼气池建成后，发酵启动的各个环节是早产气、产好气的关键。介绍了沼气发酵必须具备的6个基本条件，并对几种发酵启动方案做了简要阐述。     

褐铁矿强化污泥厌氧发酵及经济分析

污泥厌氧发酵具有污染小,并且能获得能源物质的优势。然而污泥厌氧发酵效率低。探究了褐铁矿强化污泥厌氧发酵产甲烷的影响。结果表明褐铁矿存在能够提高污泥厌氧发酵产甲烷率;当褐铁矿含量由0增加至4%时,甲烷产量由101. 8 m L/g增加至128. 9 m L/g。褐铁矿能够促进污泥厌氧发酵水解过程;并且褐铁矿含量越高,溶解性COD的最大值越高。此外,褐铁矿促进污泥厌氧发酵过程短链脂肪酸(SCFA)的积累;当褐铁矿的含量为3%时,SCFA的最大积累量为4 025 mg/L,显著高于空白对照组。褐铁矿存在促进乙酸的积累;当褐铁矿含量由1%增加至4%时,乙酸含量由35%增加至42%。p H为7有利于褐铁矿强化污泥厌氧发酵;而碱性环境抑制甲烷产生。经济分析表明褐铁矿的最佳剂量为3%,总节约费用为329. 2元/t。     

酸化预处理紫茎泽兰厌氧消化能源转化效率和原料利用率对比分析

以脱毒预处理的紫茎泽兰为原料,在室温条件下通过酸化预处理进行厌氧发酵,对发酵体系的能源转化效率和原料利用率进行对比分析.结果表明：酸化预处理发酵的TS产气率和VS产气率分别为199L·kg-1和240L·kg-1,分别是未经酸化预处理发酵的1.72倍和1.73倍;酸化预处理和未经酸化预处理的COD降解率分别为61.50%和44.07%;此外,酸化预处理原料的纤维素、半纤维素、木质素的利用率分别为21.28%、18.18%、13.28%,分别是未经酸化预处理的1.61倍、2.00倍和3.16倍.酸化预处理发酵的原料能源转化效率达到42.13%,分别是未经酸化预处理发酵的和文献值的1.78倍和1.95倍.     

固体碱强化水葫芦发酵产沼气的研究

采用固体碱预处理水葫芦，驯化污泥，并将其添加于水葫芦发酵体系中进行厌氧发酵。考察固体碱对水葫芦微观结构、活性污泥驯化、厌氧发酵产气速率以及甲烷含量的影响。结果表明：发酵初始加入固体碱且添加量为发酵底物的60%时，发酵平均产气速率最高，为16.88mL/(g·d)，此时，甲烷含量也达到最大，为80.06%；与不添加固体碱的发酵体系相比，分别提高了72.77%和64.73%。固体碱不但能驯化污泥，而且能破坏水葫芦的致密纤维结构，同时能调节发酵体系的pH值，防止有机酸对产酸菌的反馈抑制，创造更适宜于产甲烷菌生长的有利环境，提高水葫芦甲烷化的速率和效率。     

甲基单胞菌Methylomonas sp.GYJ3的生长特性及产甲烷单加氧酶特性

研究了甲基单胞菌 Methylomonas sp.GYJ3发酵培养过程中生长特征和产酶特征 ,结果表明该菌株在生长过程中产酸 ,通过控制发酵过程中 p H可提高细胞的生长密度 ,其生长周期较摇床发酵短 .细胞中甲烷单加氧酶产生于细胞的对数生长期 ,在 70 h以后甲烷单加氧酶活性不再增加 ,最高活性为 3.97nmol环氧丙烷 / min· mg干细胞 .同时研究了细菌生长过程中甲烷的利用 ,结果表明每克甲烷的消耗可产生 0 .69g细胞干重 .考察了 Cu2 +浓度对细胞产生可溶性甲烷单加氧酶和颗粒性甲烷单加氧酶的影响 .并由此建立了 GYJ3菌的连续发酵动力学模型 .     

基于单片机的沼气反应罐温度控制系统

介绍了一种新型的太阳能与生物质能互补的沼气发酵控制系统.针对温度变化对沼气发酵影响,进行了温度控制系统的主要硬件电路和软件程序设计.该系统以单片机为核心,使用太阳能与生物质能互补加热,自动控制温度.实验表明,系统稳定可靠,使用简单,能够满足户用沼气生产的要求.该系统利用了太阳能与生物质能互补的原理,降低了环境温度与太阳...     

香根草中温发酵产沼气的试验研究

以香根草为发酵原料,在28℃恒温下进行批量沼气发酵,发酵料液体积为1200ml,HRT=90d。结果表明:香根草产沼气潜力(TS)产气潜力为471ml/g,VS产气潜力为512ml/g;香根草的热值为17.784kJ/g;经发酵产沼气的能量转化效率为52.18%;香根草发酵前后的纤维素含量、脂肪含量、木质素含量变化不明显。     

一种产氢产乙酸菌互营共培养体的筛选及其群落结构解析

厌氧消化系统中的产氢产乙酸菌在营养生态位上位于产酸发酵菌群和产甲烷菌群之间,在功能上起着承上启下的重要作用.该菌群具有与耗氢菌互营共生的特性,其分离纯化非常困难.为了深入了解其生理生态特性,为开发高效的厌氧生物处理技术提供理论基础,采用丙酸和丁酸混合培养基,以具有甲烷发酵功能的厌氧活性污泥为出发菌群,进行了产氢产乙酸菌互营共培养体的选育,并借助于PCR-DGGE技术对其菌群结构进行了解析.经过选择培养基的不断传代培养,最终筛选到2个产氢产乙酸互营共培养体7-m-2a和11-O-1.这2个共培养体不仅对丙酸和丁酸具有很强的降解和产乙酸能力,而且不产甲烷和硫化氢.在这种非产甲烷菌和非硫酸盐还原菌与产氢产乙酸菌组成的互营共培养体中.含有专性的互营产乙酸菌Desulfotomaculum sp.Iso-W2及其伴生菌,其中的伴生菌是能利用甲酸盐和H2/CO2的Uncultured bacterium 054E12_B_DI_P58和Sedimentibacter sp.JN18_A14_H.对这一新的产氢产乙酸菌互营共培养体的发现和选育成功,为更全面地研究产氢产乙酸菌的生理生态特性提供了样本.