近年来,由于生态环境变化和人为等因素,我国东部沿海遭受大规模浒苔侵袭的现象时有发生。开展浒苔的沼气发酵研究,一方面可以使这种优质的大型海藻类生物质原料被合理高效地利用,变废为宝;另一方面可以丰富沼气发酵原材料的种类,达到可再生能源开发的目的。该实验研究了不同颗粒大小(粗粒0.30~0.85 mm、中粒0.15~0.30 mm、细粒0.075~0.15 mm)和碱预处理法、热预处理法、酸预处理法对浒苔在高温条件下发酵产沼气的影响。研究表明,当温度为50℃、初始pH为7、接种率为10%、料液总固形物(TS)质量分数为8%的条件下厌氧发酵浒苔,粗粒组、中粒组和细粒组的浒苔挥发性固体(VS)产气率分别...

互花米草是国家环保总局首批公布的十大外来生物入侵物种之一,也是唯一的海岸盐沼植物。由于生长速度快、繁殖能力强、生物量大以及不占用耕地等特点,是发展生物质能源的优良物种。通过厌氧发酵将其转化为沼气,不但可以控制互花米草过度生长繁殖,解决其资源化问题,每年还可获得数量不菲的沼气,符合可持续发展的要求。将近年来互花米草厌氧发酵产沼气方面的研究进行了归纳和总结,主要包括互花米草特性、厌氧发酵产沼气的优劣势、可行性及相关研究进展以及今后的研究重点和展望,厌氧发酵产沼气研究进展包括直接发酵、过程控制、预处理、混合发酵和深度气化利用。互花米草中钠抑制的消除、机械收割、厌氧发酵工艺、相关工程技术设备以及能源化...

为加快云南烟草不适用鲜烟叶无害化处理和资源化利用进程,试验研究了EM菌不同用量预处理后,不适用鲜烟叶田间固液分流、厌氧发酵过程中全氮、铵态氮、硝态氮的变化规律。结果表明,自然堆肥,烟叶氮素的损失较大。添加不同用量的EM菌剂处理都可以加快有机氮的矿化,促进NH+4-N向NO-3-N的转化,减少氮的挥发性损失;其中,添加EM 6.67 mL/kg处理效果最好。

试验设计了一种能够对多个样品同时进行厌氧发酵的简易装置,为评估试验装置性能,以ND608、ND627、ND691、先玉335、高油5580和大刍草的秸秆为原料进行批量厌氧发酵试验。结果表明:1)本试验装置容易获得厌氧环境,37℃恒温条件下,厌氧反应的启动较快,装样10h后,有明显的气泡产生。反应40d后,厌氧发酵反应终止。2)CH4体积分数为64.09%～65.55%,CO2体积分数为28.80%～31.60%;其中大刍草(291.05mL/g)和高油5580(281.67mL/g)的CH4单位产气量较高。由此可见:本试验设计的发酵装置能够满足目前厌氧发酵反应的要求,符合对多个玉米秸秆样品同时...

【目的】为了研究组合外源添加剂对杂交狼尾草厌氧发酵产沼气的影响。【方法】采用正交试验设计添加剂组合方式,在中温35℃、初始pH值为7.0、发酵体系TS质量分数为6%、VS接种率为20%条件下进行序批次厌氧发酵试验。【结果】外源添加剂影响力顺序为:纤维素酶﹥EDTA-2Na﹥吐温20﹥CoCl_2﹥NiCl_2﹥FeCl_2。优选的添加剂组合方案为:FeCl_210.0 mg/L,CoCl_21.0 mg/L,NiCl_21.0 mg/L,纤维素酶15 g/L,吐温20 250 mg/L,EDTA-2Na 0 g/L,该条件下累积产气量较对照组提高29.52%。【结论】组合外源添加剂能够明显影响杂交狼尾草厌氧发酵过程,并能够有效改善甲烷菌活性,提高原料产气效率。

通过产甲烷潜能实验研究了超声、微波以及碱热预处理技术对厨余垃圾等有机废弃物联合厌氧发酵的影响。以未进行预处理的实验组作为对照组。预处理后大分子有机物通过水解酸化作用进入液相中,使得基质中挥发性有机酸(VFA)、溶解性有机物(SCOD)和氨氮(TAN)的质量浓度增加,可以提高后续厌氧发酵阶段的效率。产甲烷潜能实验结果表明:4组实验中pH值、VFA、SCOD与TAN质量浓度随时间变化趋势一致,并在第6d后逐渐稳定,表明基质中可生物降解有机物在短时间内被完全分解利用。预处理技术能提高反应系统产气速率。超声预处理后甲烷产率增加,由285mL/g VS提高到324mL/g VS,与修正后的理论甲烷产率相符;而微波和碱热预处理对厌氧发酵产甲烷有一定抑制作用。

【目的】研究NaOH及其与超声联合预处理对小麦秸秆与猪粪混合厌氧发酵特性的影响。【方法】采用0%,3%,6%NaOH单独(分别命名为CK,3%,6%处理)或其联合250 W超声波15 min (分别命名为CK+,3%+,6%+处理)预处理小麦秸秆,用扫描电镜观察小麦秸秆表层结构的变化,之后将预处理的小麦秸秆与猪粪按照2∶1,1∶1,1∶2比例(质量比)进行混合发酵,测定小麦秸秆与猪粪不同配比下混合厌氧发酵过程中产气量、pH、碱度和挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFA)的变化。【结果】经NaOH单独预处理或其与超声波联合预处理后,小麦秸秆表面结构均受到了明显破坏。从发酵开始,各处理的日产气量均在第3天左右达到第1次峰值,在第8天左右下降到最低值;随着水解酸化的进行,各处理的日产气量又出现第2次高峰,但出现高峰时间差异较大。在NaOH单独预处理组或其与超声波联合处理组中,当小麦秸秆与猪粪按照2∶1,1∶1比例混合时,随NaOH含量的增加,累积产气量均呈增大趋势;当小麦秸秆与猪粪按照1∶2比例混合时,NaOH单独预处理组中CK组累积产气量最大,而联合预处理组中3%+处理累积产气量最大。预处理小麦秸秆与猪粪混合厌氧发酵效果依赖于两者混合比例。在整个发酵过程中,当小麦秸秆与猪粪配比分别为2∶1,1∶1和1∶2时,NaOH单独预处理的pH分别为5.6～7.7,5.6～7.6,5.7～7.7,NaOH与超声波联合预处理的pH分别为5.7～7.9,5.6～7.6,5.7～7.7,可见NaOH单独预处理及其与超声波联合预处理的pH并无明显差异。当小麦秸秆与猪粪按照2∶1比例混合时,碱度增加速率最快,并在整个发酵期内总体较高,其次是1∶1配比组,1∶2配比组最低。在发酵过程前期VFA质量浓度变动幅度较大,发酵后期VFA质量浓度变动幅度较小。总体上各预处理小麦秸秆与猪粪配比为1∶1时的VFA质量浓度与1∶2配比组接近,但是高于2∶1配比组。超声单独预处理可提升产气效果,但相比NaOH单独处理,超声与NaOH联合预处理并不具有增强产气效果的协同作用。【结论】经6%NaOH预处理后小麦秸秆与猪粪按照2∶1比例混合后,可获得良好的产气效果。

通过正交试验设计，考察不同发酵温度(30、40和50℃)、不同接种物含量(25%、50%和75%)条件下两种食用菌菌渣的产气效果.结果发现：两种食用菌菌渣中主要营养物质成分含量较高，可作为厌氧发酵原料，且双孢蘑菇菌渣产气潜能大于银耳菌渣；两种菌渣的反应体系内pH值始终为6.5～7.6,反应能够正常进行；食用菌菌渣种类和接种物含量对甲烷含量的影响极显著，发酵温度对甲烷含量的影响显著；日产气量随发酵温度的升高而增加，随接种物含量的升高而增加；以双孢蘑菇菌渣为原料，在发酵温度50℃、接种物含量50%的发酵工况下，产气效果最佳，可作为后期发酵罐流场分析的初始条件.

【目的】研究温度对鸡粪与秸秆混合原料厌氧发酵产气特性的影响,为提高厌氧发酵产气效率提供依据。【方法】将鸡粪分别与稻秆、麦秆和玉米秆以1∶1(干物质质量比)混合作为厌氧发酵原料,采用自行设计的可控性恒温厌氧发酵装置,分别在25,30,35和40℃4个温度梯度下进行厌氧发酵,研究温度对3种混合原料发酵效果的影响。用SAS软件对各因素进行多元回归分析,建立回归方程,确定各种发酵原料的最优发酵条件。【结果】3种混合原料在25,30,35和40℃恒温条件下,均能在厌氧发酵开始后的5~14 d达最大产气速率,在31~48 d累积产气量均达到总产气量的90%。25℃下的产气效率最差,鸡粪与稻秆、麦秆和玉米秆...

以‘黑美人’西瓜为研究对象,研究施用木薯淀粉厌氧发酵液(化学耗氧量1 200 mg/L,用量为150 t/hm2)对西瓜生长发育、产量和果实品质的影响。结果表明:施用木薯淀粉厌氧发酵液,西瓜的侧蔓长度、侧蔓粗度、侧蔓节间长度、叶片长度、叶片宽度与常规施肥处理的差异达极显著水平,分别比常规施肥处理提高了64.4%、51.6%、13.5%、20.9%、16.8%;施用木薯淀粉厌氧发酵液西瓜的单株结瓜数、单瓜质量、单位面积产量与常规施肥处理的差异达极显著水平,分别比常规施肥处理提高61.9%、72.7%、105

【目的】研究尿素和纤维素酶对厌氧发酵产气效果的影响,为解决沼气发酵原料利用率低、实际沼气转化率和沼气产气量低等问题提供科学依据。【方法】以鸡粪和玉米秸秆(干物质(TS)质量比为2∶1)为原料,采用自行设计的可控性恒温厌氧发酵装置,控制TS质量分数为8%,温度为(30±1)℃,在厌氧发酵的前期(装料时)、中期(正常发酵15 d时)和末期(正常发酵30 d时),分别添加尿素和纤维素酶,添加水平均设5,10,15,20 g/kg 4个水平,进行为期46 d的厌氧发酵,研究尿素和纤维素酶不同添加时期及不同添加水平对厌氧发酵产气特性的影响。【结果】尿素和纤维素酶的3个不同添加时期对产气量均没有显著影响,...

以经过热处理的厌氧污泥为接种物,将鸡粪废水和米糠废水按不同体积比例混合进行发酵产氢研究,考察碳氮质量比对发酵产氢的影响;并对液相末端产物、COD去除率和产氢动力学进行分析。结果表明:初始pH5.0、发酵温度为36℃时,最佳碳氮质量比为40～50,最大累积生物气产量1.855L、H2产量1.128L,最大比产氢速率370.46mL/(g.d);COD去除率随发酵液碳氮质量比的增大先升高后降低,最大去除率为32.6%,液相末端产物主要转化为乙酸和丁酸等挥发性有机酸;利用Gompertz模型对鸡粪废水和米糠废水产氢过程进行模拟,实验曲线和拟合变化趋势一致,说明Gompertz模型可很好的模拟该产氢过...

[目的]研究牛粪与玉米秸秆不同配比混合厌氧发酵的产气性能,为提高厌氧发酵产气效率提供依据。[方法]采用自制的1 L厌氧反应器,以牛粪和玉米秸秆为发酵原料,设置牛粪与玉米秸秆干物质质量比分别为10:0(对照),8:2,6:4,4:6,2:8和0:10共6个处理,在物料总干物质质量分数8%、发酵温度(35±1)℃条件下进行厌氧发酵产气试验,分析不同产气指标的变化规律。[结果]在产气方面,牛粪与玉米秸秆按不同比例混合厌氧发酵的4个处理日产气量变化趋势为先快速升高后平稳下降,发酵第2～3天达到产气峰值,较对照提前2～3 d;当牛粪与玉米秸秆的干物质质量比为2:8时,累积产气量、甲烷总产量及挥发性固体产甲烷量均高于其他处理,分别达13 061.7 mL、6 911.4 mL和0.170 L/g,较单一牛粪发酵处理(对照)分别提高52.47%,41.48%和34.92%。在发酵系统稳定性方面,牛粪与玉米秸秆不同比例混合厌氧发酵的4个处理均在发酵第5天pH值达到最低,挥发性脂肪酸质量浓度达到最高,较对照提前2 d达到极值;发酵5 d时,牛粪与玉米秸秆干物质质量比为2:8的处理pH值低于其他处理,为5.75,较对照降低了7.70%;挥发性脂肪酸质量浓度高于其他处理,为1 675.6 mg/L,较对照提高了59.04%。[结论]牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵产气效果优于单一原料发酵,且二者干物质质量比为2:8时厌氧发酵具有较好的产气特性和发酵潜力。

为弄清不同畜禽粪便的产气特点及其发酵物养分含量的变化,利用高效曲流布料发酵池厌氧发酵,对其进行了研究。结果表明:猪粪、鸡粪和牛粪干粪便的产气时间分别为150、90和90 d,产气量分别为250、150和70 m3,最大甲烷含量分别为76.1%、79.9%和62.0%。发酵物养分含量变化,3种粪便厌氧发酵后养分含量的变化趋势一致,发酵物中大多数氮以氨态氮形式存在,NH4+浓度在水解阶段后随着发酵进程递增,NO3-浓度呈下降趋势。发酵过程中养分不断被消化和溶解,沼液中所有养分含量呈增加趋势,而沼渣中养分含量呈减少趋势,但沼液中的磷含量较低。

【目的】探索添加景观植物聚合草对沼气厌氧发酵的影响。【方法】以猪粪为发酵原料,添加不同量聚合草,于(35±1)℃条件下,用自行设计的发酵装置进行发酵试验,通过对发酵液的CH4含量、pH和产气量的监测,研究聚合草添加量对猪粪中温厌氧发酵过程的影响,并以接种物和接种物加猪粪为参比。【结果】在聚合草与猪粪总固体含量比分别为1∶10、2∶10、3∶10、4∶10的试验组中,1∶10、2∶10试验组的甲烷含量率先达到40%(体积分数),其pH分别为6.6～7.7和6.6～7.6,总体优于其他试验组及空白参比组;且以1∶10试验组的日均产气量最高(756.20mL),2∶10试验组的总产气量最高(43 5...