杨树叶与猪粪混合发酵产沼气研究

[目的]探讨杨树叶与猪粪混合发酵生产沼气的效果,为落叶资源循环利用提供新途径.[方法]将杨树叶堆沤后,与猪粪按照不同比例(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1)混合,于35℃下发酵,分析不同原料配比对沼气产量、所产沼气中甲烷含量及沼液pH的影响,并对初始pH进行优化.[结果]纯杨树叶发酵的总产气量和总固体(TS)产气率较低;添加猪粪混合发酵后,总产气量和TS产气率随猪粪添加量的增加而大幅提高,其中以叶粪比1∶2最高,总产气量和TS产气率分别为7338mL和262 mL/g,且比纯猪粪发酵的TS产气率提高了10.1%,沼气中甲烷含量略高,发酵至第7d超过50.0%,发酵pH较稳定.初始pH设为7.50~8.00最适合沼气产生.[结论]杨树叶不宜作为单独原料进行发酵,以1∶2比例混合猪粪进行发酵产沼气的效率最高,且可提高杨树叶的利用率.     

空心莲子草厌氧消化产沼气潜力及应用研究

设计对照组(120 mL接种物)和试验组(120 mL接种物+71 g空心莲子草),采用全混合批量式发酵模式,在中温30 ℃的条件下,进行沼气发酵试验,研究空心莲子草(Alternanthera philoxeroides Griseb.)的产沼气潜力.结果表明,试验组的沼气发酵历时27 d,净产气量为3080 mL.由试验结果计算得出,空心莲子草的TS产气潜力为319 mL/g,VS产气潜力为403 mL/g.     

洋桔梗秸秆厌氧发酵产沼气试验

为探索洋桔梗秸秆的厌氧发酵产沼气的可行性及其产沼气特性,以洋桔梗秸秆为原料,在30℃下进行了批量式恒温沼气发酵试验。结果表明,洋桔梗秸秆沼气发酵时间为22 d,原料产气率为70.79 mL/g,原料TS产气率为361.56 mL/g,产气潜力与多种花卉秸秆相当,高于大部分植物性原料。     

利用菌糠厌氧发酵生产沼气初步研究

以食用菌菌糠为原料,在28 ℃恒温条件下,采用批量发酵工艺,进行发酵产沼气试验.试验结果表明,菌糠可以作为沼气发酵原料,添加尿素可以显著提高沼气产气量.其中木耳菌菌糠TS产气潜力为180 ml/g,VS产气潜力为208 ml/g;平菇菌菌糠TS产气潜力为154 ml/g,VS产气潜力为183 ml/g;滑子菇菌糠TS产气潜力为116 ml/g,VS产气潜力为131 ml/g.     

两种木薯乙醇发酵废醪渣产沼气试验分析

以中国木薯和老挝木薯发酵产乙醇后剩余的干酒糟为原料,在(35±1)℃条件下进行批量式沼气发酵试验,发酵料液的TS质量分数为4%。结果表明,中国木薯废醪渣和老挝木薯废醪渣的平均日产气量分别为158.2、149.3 mL/d。中国木薯醪渣的TS产气率和VS产气率分别为659、867 mL/g,老挝木薯醪渣的TS产气率和VS产气率分别为799、1 080 mL/g,沼气中的平均甲烷含量分别为50%和51%左右。     

花菜废叶沼气发酵产气潜力研究

以花菜废弃叶为原料,采用批量发酵工艺,进行发酵产沼气试验,结果表明:花菜叶可以作为沼气发酵原料,其TS产气潜力为759.24 mL/g,VS产气潜力为854.13 mL/g。     

马铃薯皮渣沼气发酵潜力的研究

以马铃薯皮渣为原料,在平均室温22℃的条件下,采用批量发酵工艺,进行发酵产沼气试验。结果表明,马铃薯皮渣是一种较好的沼气发酵原料,TS产气潜力为729mL/g TS,VS的产气潜力为706mL/g VS。     

水葫芦与蓝藻厌氧发酵产沼气研究

在室内进行了以水葫芦以及水葫芦添加蓝藻为底料的厌氧发酵产沼气对比试验,试验结果表明:水葫芦是一种良好的沼气发酵原料,产气高峰期主要集中在发酵前期的30 d,单一使用水葫芦为物料产气速度稍快于添加蓝藻的处理;新鲜水葫芦的产气潜力为0.34 L/g TS;主要发酵阶段所产沼气中CH4含量达60%,添加蓝藻处理所产沼气的CH4含量最高可达70%以上。     

熊猫粪和竹子叶厌氧发酵产沼气效果比较

[目的]比较熊猫粪和竹子叶厌氧发酵产沼气效果。[方法]分别以熊猫粪和竹子叶为原料,在30℃下进行批量式恒温沼气发酵试验,比较熊猫粪和竹子叶厌氧发酵产沼气效果。[结果]熊猫粪沼气发酵时间为40 d,原料产气率为50 ml/g,TS产气率为121 ml/gTS,VS产气率为123 ml/g VS;竹子叶发酵时间为92 d,原料产气率为83 ml/g,TS产气率为168 ml/g TS,VS产气率为197 ml/g VS。[结论]两种原料均可作为沼气发酵原料,竹子叶的产气潜力和降解效果明显好于熊猫粪,但熊猫粪的发酵时间仅为竹子叶发酵时间的2/5,表明经过大熊猫消化后的熊猫粪更易于发酵。     

银杏外种皮厌氧消化产气特性研究

为了获得银杏外种皮厌氧消化的产气规律和潜力,考察其能否作为一种适宜的沼气发酵原料,本实验采用全混合批量式发酵装置,在厌氧活性污泥浓度为50%、发酵温度为中温(36±1)℃的条件下,对银杏外种皮的厌氧消化特性进行了探究。结果表明,银杏外种皮的产气周期为18天,累积产气量为1885mL,累积产甲烷量为480mL,产甲烷量占整个产气量的25.46%;银杏外种皮的TS产气率和产甲烷率分别为421mL/g和107mL/g,VS产气率和产甲烷率分别为644mL/g和162mL/g。从结果得出,用银杏外种皮作发酵原料,虽然TS、VS产量率较高,但所产气体中甲烷含量较低,主要是由于银杏外种皮中含有抑制沼气发酵的成分,故银杏外种皮不适宜单独进行沼气发酵。     

地源热泵式中、高温厌氧发酵加温系统比选分析

[目的]筛选沼气工程发酵系统。[方法]比较70 m3/d日产气量的中型沼气工程用的地源热泵式中温厌氧发酵加温系统(池容产气率1 m3/(m3.d))和地源热泵式高温厌氧发酵加温系统(池容产气率2.2 m3/(m3.d))2种加温方案,计算其沼气池理论加温负荷、系统初投资以及运行费用,并分析了2者的技术可行性和经济效益。[结果]高温厌氧发酵系统的初投资比中温厌氧发酵系统少8.3万元,年运行费用少2 711元,投资效益净现值为123 333元。[结论]分析表明在加温系统的生命周期内,高温厌氧发酵系统具有更好的投资效益。     

两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响

[目的]比较两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气的效果。[方法]以熊粪为原料,采用不同的接种物(混合厌氧活性污泥和熊粪厌氧发酵结束后驯化所得的接种物),在30℃下进行了批量式恒温厌氧发酵,分析两种接种物对熊粪厌氧消化产沼气效果的影响。[结果]使用不同接种物的两组试验产气量存在差异,但相差不大;发酵时间存在较大差异,经过原料(熊粪)驯化的接种物发酵时间明显缩短,为沼气厌氧活性污泥发酵时间的1/3,且经过驯化的接种物具有更好的降解效果,能创造更好的适合于沼气发酵的中性环境。[结论]经过原料富集培养驯化的接种物具有更好的产沼气效果。     

稀碱法预处理对秸秆厌氧发酵产气的影响研究

[目的]为获得产气效果较好的秸秆预处理方法。[方法]通过稀碱法预处理的单因素分析,研究了稀碱法预处理中NaOH浓度、水浴加热时间和温度对水稻秸秆厌氧发酵产沼气的影响。[结果]当NaOH浓度为6%时,秸秆厌氧发酵产气效果最佳,产气量比未处理的对照组提高了110%。水浴加热时间以3 h为最佳,产气量比对照组提高了107.9%。水浴加热温度以100℃为最佳,产气量比对照组提高了115.8%。[结论]稀碱法预处理对秸秆厌氧发酵产气效果有明显的促进作用。     

中、高温酸化两相厌氧发酵处理牛粪的试验

通过中、高温酸化两相厌氧发酵处理牛粪,探讨中、高温酸化(中温酸化35℃、高温酸化55℃)处理牛粪对产酸相挥发性脂肪酸(VFA)和产气特性的影响。结果表明,和高温酸化相比,中温酸化在产气速度、VFA等方面有优势,二者总产气量无显著差异。由于高温酸化需要消耗较多的能源在经济上不利,因此在两相厌氧处理畜禽粪便方面,中温酸化更有优势。     

堆肥预处理对生物质厌氧消化特性的影响

[目的]探索通过生物预处理提高富含纤维素、木质素等难降解成分原料厌氧消化的产气率的最佳工艺和生物学特性。[方法]利用好氧堆肥的方式对生物质进行预处理,研究预处理对厌氧消化过程中产气率、甲烷含量、pH值、水解酶活性和COD去除率等特性的影响。[结果]经过3～6d的堆肥预处理,厌氧消化产期率明显提高,气体中甲烷含量达到70%,对提高COD去除率和原料中各种水解酶活性等均有明显促进作用。[结论]生物质堆肥预处理的最佳时间为4～5d。堆肥预处理可通过提高厌氧消化原料的初始温度和各种水解酶的活性,明显提高生物质厌氧消化过程中沼气产气率。     

温度对产甲烷菌群发酵性能的影响

对厌氧发酵过程中不同温度条件下产甲烷微生物菌群的发酵性能进行研究结果表明：在10-35℃区间,甲烷菌的产气能力随着温度的升高而增强,甲烷含量也随之增高。10-20℃区间因不适合产甲烷菌的生长而影响产气量,25-30℃区间适合产甲烷菌群的生长,为产气量较为理想。通过对产甲烷菌群活性影响因子的pH研究表明：沼气发酵菌群适宜生长的pH为6.8-7.5。     

醋酸预处理对牛粪与水稻秸秆混合厌氧发酵特性的影响

为了探究醋酸预处理提高厌氧发酵产气量的原因,研究用醋酸预处理水稻秸秆,之后将预处理后的水稻与牛粪混合进行厌氧发酵,测定发酵初始环境和发酵过程中纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA 含量、pH 及日产气量,并且对其发酵过程中的稳定性系数进行分析。结果表明,水稻秸秆在 4%的醋酸浓度下预处理 4 d 处理组的总沼气产量最高为 11 605 mL,且显著高于未经预处理总沼气量 6 450 mL（P<0.01）,且该处理的日产气量的峰值提高和出现的时间提前;厌氧发酵的初始环境、过程环境、环境稳定性以及他们之间的相互作用关系受醋酸预处理影响;醋酸预处理提高总沼气产量的主要原因是,醋酸预处理使厌氧发酵初始环境和过程环境更加协调,使发酵系统更加稳定。研究表明,醋酸预处理能够显著提高沼气产量,为醋酸预处理技术提供一定的参考。     

菇渣沼气发酵中主要菌群数量变化与产气的关系

采用厌氧技术研究了菇渣作原料进行沼气发酵的细菌组成、数量分布及其与产气的关系。结果表明,发酵初期,产酸菌是优势类群;发酵中期以后,纤维分解细菌逐渐成为优势类群;发酵后期,甲烷菌数略高于发酵初期。产气效果菇渣优于稻草。     

不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响

【目的】探索不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响,为餐饮废弃物最大资源化利用提供理论依据。【方法】用环境监测布点法检测陕西杨凌餐饮废弃物的有机成分含量,根据检测结果,采用农业部西北沼气分中心自行设计的厌氧发酵装置,选取产气量和甲烷含量作为指标,于55 ℃下考察不同原料配比对餐饮废弃物厌氧发酵的影响。【结果】各处理组产气特征差异明显。发酵第1～3天,第6组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=3∶4∶3)累计产气量最高,为5 410 mL,第11组最低,为3 150 mL;发酵第2天,第3组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=2∶4∶4)甲烷含量最高,为16.7%,第29组最低,为1.3%。发酵总过程中第10组的累计产气量、产气率和稳定产气阶段甲烷含量最高,分别为8 400 mL、140.94 mL/g和49.9%,表明餐饮废弃物高温厌氧的最佳原料配比为m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=4∶4∶2。【结论】确定了餐饮废弃物高温厌氧发酵中不同原料的最优配比,通过合理调控初始配比,可以实现对餐饮废弃物资源的最大化利用。     

3种添加剂对牛粪厌氧发酵的影响

在以牛粪为原料的厌氧发酵过程中,向厌氧生物反应器中分别添加FeSO4.7H2O、皂土、活性炭,研究它们对牛粪厌氧发酵产气特性的影响。试验结果表明:添加FeSO4.7H2O、皂土、活性炭均能促进牛粪的厌氧发酵,与对照组相比,产气量分别提高了11.8%、20.4%、8.8%。