玉米秸秆厌氧消化产气特性研究

为了探究不同地区玉米秸秆在厌氧消化过程中的产气特性,文章以吉林省的玉米秸秆为发酵原料,采用实验室自制的批量式发酵装置,在恒温35℃±1℃的条件下,对其产气特性及木质纤维素含量变化与厌氧消化之间的关系进行分析,并与云南省的玉米秸秆厌氧发酵情况进行对比。结果表明:吉林省玉米秸秆的产气潜力要低于云南省玉米秸秆,但吉林省玉米秸秆的产甲烷潜力要高于云南省玉米秸秆;两种玉米秸秆发酵前后的有机质含量均发生变化,且产气潜力与半纤维素含量变化呈正相关,与木质素含量变化呈负相关;吉林省玉米秸秆的粗脂肪和粗蛋白降解率要低于云南省玉米秸秆,但吉林省玉米秸秆的能源转化率要高于云南省玉米秸秆。该试验结果不仅阐明了玉米秸秆的主要组成成分与厌氧消化性能间的关系,同时也对玉米秸秆厌氧消化的合理开发和生物能源化利用提供依据。     

IC厌氧反应器的内循环装置

通过模型实验，对IC厌氧反应器中内循环装置进行了研究，并对其工作原理及影响内循环的一些因素进行了探讨。     

塔式厌氧反应器处理猪粪研究

为了发挥家畜粪便厌氧发酵产甲烷能力,提高反应器在缩短水力滞留期时的甲烷产量及产率,大量的研究对非传统的消化模式进行了探索,并不断改进和发展了厌氧消化装置的结构。其中两步消化工艺将会提高整个过程的效率,提高产气量和改进操作控     

两相连续固体床厌氧消化反应器的试验

两相连续厌氧消化比单项厌氧消化的发酵更好,这种消化方式的沼气产量大,对农业有机废弃物的消化更充分,是一种适合在我国推广的物质与能量多重循环利用的农业有机废弃物处理方式.固体床反应器利用厌氧消化的原理,把通过厌氧发酵产生的沼气作为燃料,发酵残余物作为肥料.为此,对两相连续固体床厌氧消化反应器进行了研究,设计了一种新型的厌氧消化反应器.     

一体化秸秆沼气发酵反应器设计

针对秸秆沼气发酵过程中存在的秸秆亲水性差、易结壳及进出料难等问题,设计了秸秆沼气发酵反应器。反应器采用两相分离发酵一体化结构,通过沼液循环回流,使秸秆始终处在高水分区域环境,营造良好的厌氧微生物的生存环境,同时在固液两相分离和沼液回流过程中使秸秆在反应器内形成上下流动的状态,从而达到自动搅拌和秸秆破壳功能。另外,在进料口处设置预处理罐,对进料口进行水封,并对物料进行预处理。该反应器结构简单、运行稳定、操作方便、节省动力,实现了预处理、自动破壳及两相一体化秸秆高效发酵沼气的功能,对促进秸秆综合利用、带动秸秆沼气工程的推广具有重要意义。     

高浓度甲醇废水的两段厌氧消化

采用两段厌氧消化工艺对高浓度甲醇废水进行处理可提高系统的处理效果 ,增强系统运行稳定性和抗冲击负荷能力 ,减少甲醇直接生成乙酸所造成的系统酸化的危险。生产性试验表明 ,一体化两段厌氧反应器正常运行时 ,其容积负荷高达 2 1.3kgCOD·m-3 d-1以上 ,去除COD的产气率达到 0 .4 5m3 ·kgCOD-1以上。在进水负荷剧烈波动的情况下 ,COD去除率维持在 95 %左右 ,出水COD一般在 2 0 0～ 5 0 0mg·L-1之间。     

番茄废物半连续式厌氧消化试验及动力学模型研究

在中温35℃条件下,对番茄废物进行半连续式厌氧消化试验.对不同负荷率下的番茄废物产气率及稳定状态下消化液的碱度、挥发性有机酸(VFA),总固体(TS),挥发性固体(VS),氨氮等参数进行了测定.随着负荷率(OLR)从1.0～3.0 g·L-1的增加,出料消化液中VFA的浓度和VS浓度有所上升,同时单位原料产气率(y)和甲烷含量均有下降,通过曲线拟合可以得到最大原料产气率(ym).在拟合出一级反应常数k和ym的情况下,可以计算出预期达到消化产气率效果时的水力停留时间(HRT)以及OLR.根据试验结果,可以得到ym=0.61 L·g-1以及k=0.345 d-1.该模型可以应用于蔬菜废物的半连续厌氧消化过程工艺参数的优化.     

青贮预处理在秸秆厌氧消化中的应用研究进展

青贮预处理在秸秆厌氧消化中的应用目前已有一定的研究和实践经验。通过对已有研究的回顾,批判性地评述了青贮过程特征和青贮对秸秆厌氧消化的影响,揭示了青贮促进秸秆厌氧消化产气效率的作用机制;从原料总固体含量和粒度、添加剂的使用、青贮时间和压实度等方面总结了秸秆青贮过程控制策略,为进一步改进大规模应用提供理论指导。最后,介绍了青贮预处理农作物秸秆所面临的挑战和前景。     

高温厌氧消化处理餐厨垃圾试验研究

以食堂餐厨垃圾为原料,经分拣及粉碎预处理,按一定比例投入50 L厌氧反应器。利用大型秸秆沼气中温厌氧反应器内沼液作为接种菌种,控制厌氧消化温度在55℃±0.5℃,连续监测系统pH值,沼气产量及沼气成分,进行餐厨垃圾的产气性能及规律评价试验。研究结果表明:采用中温沼液作为菌种经缓慢升温驯化,经30天连续厌氧试验,每吨含水率16.7%的餐厨垃圾可降解产生107~111 m3沼气,沼气中甲烷含量约53%,硫化氢含量低于150 mg·m-3。餐厨垃圾厌氧消化初期酸化迅速,设计及调试过程中应控制进料有机负荷。     

秸秆厌氧消化预处理技术综述

农作物秸秆是一种重要的富含有机质(80％～90％)的生物质能源,因其复杂的晶体结构,不能直接被厌氧菌群利用来生产沼气.因此以秸秆作为原料发酵时,需要进行预处理,使复杂的晶体结构得到破坏,从而易于被厌氧菌群利用.文章综述了国内外用物理法、化学法、生物法、物化法预处理秸秆的相关研究进展,考查了不同预处理方法对厌氧消化效果的影响.     

麦秸中温厌氧干发酵技术实验研究

本文研究了麦秸秆中温厌氧干发酵过程中的沼气产量和发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量及其与发酵条件的相关关系。实验结果表明,沼气产量随着发酵原料中固体浓度的增加而减少;发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量和发酵原料中固体浓度的关系并不十分明显,但在沼气产量较高的发酵工况下,其发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量较多,为进一步开发秸秆中温厌氧干发酵技术提供科学参考。     

沼液预处理对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响

为探索不同沼液预处理时间对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气特性的影响,进一步确定花卉秸秆沼液预处理的最佳时间,文章以云南四大切花混合花卉秸秆为原料,用沼液分别预处理1天,3天,5天,7天后在30℃下进行了批量式恒温沼气发酵实验。结果表明:沼液预处理3天的产气总量最高(预处理5天次之),预处理5天的产气峰值最高,预处理5天的能最快提升沼气含量,且在处理时间内随着预处理时间增加,原料产气速率加快,发酵时间缩短。综合确定花卉秸秆沼液预处理的最佳处理时间为5天。     

低温冻融-酶解预处理对稻秆厌氧发酵产气特性的影响

为利用我国寒冷地区天然冷资源,在实验室模拟低温环境(Z组:-4℃,S组:-20℃),探索低温冻融及纤维素酶液预处理对水稻秸秆中温厌氧发酵产气特性的影响。结果表明,浸泡温度30℃、浸泡时间4 h、液固比15 m L/g条件下水稻秸秆持水力最佳。冷冻后解冻液中木糖质量(Z3组:6.5 g,S2组:7.2 g)大幅增加,半纤维素转化率(Z3组:24.1%,S2组:26.6%)增幅显著(p0.05)。经纤维素酶解后其水解液中葡萄糖质量(Z3组:13.5 g,S2组:14.5 g)大幅增加,纤维素转化率(Z3组:30.9%,S2组:33.2%)增幅显著(p0.05)。对预处理后的原料进行厌氧发酵,累计产气量最高543 m L,较CK提升73.5%(S4组),平均甲烷体积分数最高提升160.4%(S2组),且随着冷冻时间的延长(Z组48 h以上,S组24 h以上)厌氧发酵周期缩短(共19 d),产气高峰提早到来且峰值较高。过酸化现象得到有效缓解,能够更快地进入到甲烷化阶段。     

基于卧式厌氧装置的稻秸高固态消化与甲烷菌变化研究

针对单一稻秸高固态厌氧消化长期运行不稳的问题,接种瘤胃内含物和厌氧污泥,在卧式反应装置中研究3个有机负荷(OLR)下消化特性。结果表明,体系最高容积产气率达到了1.04 L/(L·d)。当OLR为2.26 g/(L·d)时,甲烷体积分数均值为54.39%,甲烷产率为280.90 m L/g,达到了稻秸理论产值的80.29%。卧式装置中半纤维素和纤维素最高降解率分别达到了49.71%和31.25%;纤维素酶活性显著提高,有利于纤维素的降解。当OLR升高到2.47 g/(L·d)时,氨氮质量浓度均值达到了1 082.63 mg/L。固体样品中嗜氢型Methanobacteriales数量从1.70×10~9拷贝数/g下降至1.04×10~6拷贝数/g;而嗜乙酸型Methanosarcinales数量从7.89×10~6拷贝数/g增加至9.44×10~6拷贝数/g,甲烷产率下降为256.54 m L/g。此时厌氧装置中丙酸质量浓度均值达到了253.32 mg/L。从而明确了稻秸高固态体系中产甲烷菌结构的变化。     

能源草厌氧发酵产气性能与动力学分析

选取象草和杂交狼尾草等5种能源草为发酵原料,采用中温批式厌氧消化工艺,研究能源草发酵前后理化特性变化和发酵产气性能,并对累积产气动力学分析。研究结果表明:不同能源草的发酵产气性能与原料特性之间有较大的关系,其产气率与木质素成负线性相关。杂交狼尾草由于刈割时生长时间较长,使得木质素质量分数(24.88%)较高,其产气性能较差,实际产甲烷率仅为理论产甲烷率的26.95%,而华南象草刈割时木质素质量分数(15.82%)较低,其产气性能较好,VS累积产气率为379.58 m L/g,VS产甲烷率为228.55 m L/g,生物燃气中甲烷体积分数为60.21%。对累积产气曲线拟合,发现采用修正Gompertz方程能较好模拟能源草发酵累积产气率的变化过程。该研究可对能源草的能源化开发利用提供参考。     

菌渣与麦秸厌氧消化产气潜能研究

为了帮助企业处理菌渣厌氧消化产沼气的问题,试验采用菌渣与麦秸共发酵的方式,结合现有处理工序,重点考察不同原料配比及消化温度对产气的影响。试验结果表明:相同消化温度下,不同物料的混合比例对产气结果的影响有所不同。单一菌渣累积产气量和容积产气率较低,但单位有机质产气率高,说明菌渣作为底物用于厌氧消化产沼是可行的;随着麦秸的添加比例增大,各组累积产气量和容积产气率有不同程度的增加,厌氧消化时间有所提前。综合各项产气结果,当菌渣与麦秸比例为1∶1,消化温度为35℃时产气性能最佳。该项研究结果可为企业菌渣资源化处理及提高产气效率提供基础参数。     

低强度水热法预处理玉米秸秆提高其厌氧消化产甲烷性能

为了提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷性能,试验采用低强度水热法处理玉米秸秆,研究了预处理后玉米秸秆的性质变化以及产气性能。结果表明,低强度水热法能够有效提高玉米秸秆产气性能。在80℃,60%含水率和预处理24 h条件下,玉米秸秆产气量达到299.5 mL·g^-1VS,比对照组233.8 mL·g^-1VS提高了28.1%。在水热过程中添加秸秆干重的2%的NaOH后,50℃,60%含水率和预处理12 h条件下,玉米秸秆产气量达到444.1 mL·g^-1VS,比对照组提高了89.9%。因此,在水热预处理过程中添加NaOH能够有效提高玉米秸秆产气性能。     

搅拌对厌氧消化产沼气的影响综述

厌氧消化过程中,混合搅拌技术的应用,可以有效地解决因微生物和可降解有机物无法实际接触而造成的传质困难以及物理、化学和生物学性状不均匀等问题,从而改善反应器的性能并提高厌氧消化的沼气产量。目前,对厌氧消化过程中搅拌所起的作用的认识仍不够深入,本文针对这一问题,对搅拌在厌氧消化过程中所起的作用进行综述。