猪粪与稻草混合沼气发酵投加方案优化设计

以一实际工程为例,以产气稳定,满足用气要求,投料简易为目的,以沼气发酵工艺条件为约束,融合数学模拟与数理统计建立优化设计模型,优选粪草混合投加方案。结果表明:采用猪粪连续进料和稻草批量进料方式,控制温度35℃、碳氮比25、料液浓度9%、原料利用率53%左右工艺条件下,水力停留时间与稻草投加间隔时间的选择主要由猪粪和稻草的产气性能决定。水力停留时间为27 d左右,稻草投加间隔时间为20 d和37 d时,分别为最优解和满意解,产气量变差系数分别为0.000 6和0.004 5,猪粪日投加量与稻草每批投加量比分别为2.1和1.2,池容产气率分别为1.03 m3/(m3·d)和1.00 m3/(m3·d)。     

稻草与猪粪连续混合厌氧消化制备生物燃气研究

以挥发性固体(VS)比1∶1的稻草与猪粪为混合原料,采用40 L有机玻璃反应器进行连续厌氧消化,考察不同有机负荷率(OLR)(3~12 kg VS/(m3·d))及温度(55℃、35℃)对厌氧消化性能及稳定性的影响。结果表明:高温消化在整个OLR范围内,池容产气逐渐增大,最大达到4.98 m3/(m3·d),平均原料产气率为439 L/(kg VS);中温消化在OLR为12 kg VS/(m3·d)时出现严重的挥发性脂肪酸(VFAs)抑制,在稳定运行的OLR范围(3~8 kg VS/(m3·d))内,池容产气率逐渐增大,最大达到3.45 m3/(m3·d),平均原料产气率为413 L/(kg VS);用p H值判断厌氧消化系统的稳定性可能不够灵敏或具有滞后性,VFAs、碱度以及p H连续变化的监测对于诊断消化系统可能存在的不稳定因素较为有效;在高有机负荷条件下易出现污泥膨胀,中温消化系统更易形成。     

马铃薯渣与鸡粪混合原料厌氧发酵条件优化

以混合后的马铃薯渣和鸡粪为原料,研究了其总固形物含量(TS)、起始p H以及接种量3个因素对厌氧发酵甲烷产量的影响,并利用正交试验对影响沼气产量和甲烷含量的因素进行了优化。结果表明,在初始TS为3%的处理中,产气时间、产气量和甲烷含量分别为7 d,383.2 m L/g和45.3%,在所有处理中最高;在初始p H为7.0的处理中,产气时间、产气量和甲烷含量分别为7 d,342.5 m L/g和45.2%;在接种量为5%,8%,10%和12%的处理中,后两种处理在沼气产量和甲烷含量方面表现最好,产气量分别为368.4 m L/g和405.4 m L/g,12%处理的产气量最高。优化结果表明,3个因素对厌氧发酵影响的重要性为TS>p H>接种量,最适合的组合为初始TS 3%,p H 7.0和接种量10%。在此优化培养条件下,发酵体系的产气量为383.2 m L/g。     

醋糟厌氧发酵特性的研究

以醋糟为厌氧发酵原料,分别进行了连续进料试验和全进全出料试验。连续进料试验结果表明,在每天进料量保持不变的情况下,日产气量稳定,平均产气率为0.918 m3/(m3.d),最高产气率可达1.111 m3/(m3.d)。经过计算可知,8.52 kg醋糟可产1 m3沼气。全进全出料发酵试验结果表明,醋糟厌氧发酵的体积上浮和膨胀非常明显。当进料浓度为4%时,料液最大膨胀体积为322.68 cm3,为发酵料液体积的28.8%。醋糟厌氧发酵具有降解速率快,滞留期短等特点。     

规模化养牛场沼气工程启动运行研究与实践

主要研究了大型沼气工程的启动运行过程。采用有效体积为1 000 m3的USR厌氧沼气发酵罐,接种来自稳定产气的沼液,在温度为(35±1)℃,pH为7.0～8.0和HRT为15 d的条件下连续运行55 d,先后经历了水力负荷提高期、有机负荷提高期及稳定运行期,成功启动运行了沼气发酵罐。启动运行完成后,COD去除率达到80%,容积产气率为1.43 m3/(m3.d),甲烷含量大于65%,VS降解率大于40%。     

复合微生物预处理玉米秸秆产沼气的试验研究

利用白腐菌、木霉菌以及白腐菌和木霉菌复合菌在相同的条件下对玉米秸秆进行预处理,对预处理后的秸秆进行厌氧发酵制取沼气。结果表明,利用微生物进行秸秆预处理能促进秸秆厌氧发酵产沼气的进程,提高产气量和产气效率,其中以混合菌预处理效果最好,产气量比未经预处理秸秆的产气量提高11.95%、产气时间提前6 d、产气高峰期提前16 d,容积产气率达到1.196 mL/(mL.d),原料产气率达到518.33 mL/g。仅利用白腐菌进行秸秆预处理也具有良好的效果,而利用木霉进行秸秆预处理对厌氧发酵的促进作用效果较差。说明利用木质素降解菌株进行秸秆预处理对提高秸秆的厌氧发酵效率具有重要的作用。     

华南地区稻草的厌氧干发酵制取沼气研究

研究了经过C/N调节和白腐菌预处理后的稻草在不同温度条件下的干发酵瓶试实验,并根据瓶试实验结果以及华南地区的气候条件,进行了常温1m3罐试实验.瓶试实验结果表明在35℃条件下秸秆干发酵较为稳定,具有较高的产气率、产甲烷率及沼气质量.1m3罐试实验在常温条件下运行89d,累积产气量22.6m3,且前45d的累积产气量约占总产气量的80.4%.发酵原料产气率为570L/kgVS,产甲烷率为240L/kgVS,甲烷百分含量最高可达62%.从pH值、产气量和甲烷百分含量来看,整个发酵过程均为正常发酵.通过循环发酵液的罐试实验表明,发酵液的循环能有效避免酸中毒并提高产气率和产甲烷率,对稻草干发酵而言,循环发酵液是一种较好的搅拌方式.该工艺可为华南地区稻草秸秆的资源化利用提供依据.     

玉米秸秆与土豆混合厌氧发酵试验研究

为了解土豆作为玉米秸秆混合厌氧发酵底物对秸秆厌氧发酵转化效率的影响,在35℃条件下,采用批量发酵方式对玉米秸秆、土豆以及二者混合原料的厌氧发酵效果进行了对比试验.试验结果表明:在TS浓度为6%,玉米秸秆和土豆TS比为4:1条件下,混合原料的累积产气量为439mL/gTS,而玉米秸秆的累积产气量为309mL/gTS,混合厌氧发酵使玉米秸秆的产气量比其单一原料厌氧发酵提高了31.4%.因此,将易生物降解的原料作为秸秆混合厌氧发酵的底物可以提高秸秆厌氧发酵转化效率.     

链霉素菌渣中温厌氧发酵产沼气性能研究

为实现链霉素菌渣的无害化、资源化利用,文章以链霉素菌渣为原料,在菌渣含固率为2%,温度为30±2℃的条件下进行60 d的厌氧发酵试验。试验结果表明:链霉素菌渣的累积产气量为18.20 L,中温产气能力为364.07 mL/g;在稳定产气阶段,发酵液的氨氮、VFAs含量均维持在较低水平,pH值大于7.0;厌氧发酵结束后,发酵液的VS去除率达64.32%;以金黄色葡萄球菌作为指示菌,在厌氧发酵后的沼液中未检测到链霉素残留。     

蔬菜废弃物厌氧发酵制沼气的工艺条件研究

文章以蔬菜废弃物作为发酵原料,以长期驯化的猪粪和池塘污泥作为接种物,将发酵料液的总固体(TS)含量分别设置为8%,10%和12%,置于室温和中温(35℃)条件下进行厌氧发酵实验,通过监测发酵过程中的pH值、日产气量和CH_4含量的变化,研究蔬菜废弃物在不同条件下的厌氧发酵产气特性。研究结果表明:中温条件下,以池塘污泥作为接种物时,发酵料液TS含量为12%的实验组的日产气量峰值和原料产气率分别为1 750 mL和367.69 mL/g,产气效果优于其它实验组;在中温条件下,以池塘污泥作为接种物时,发酵料液TS含量为10%的实验组在稳定期的CH_4平均含量为80.55%,高于其它实验组。