高浓度酒糟废水厌氧发酵产沼气条件研究

为验证利用酒糟厌氧发酵产沼气项目的可行性,并在小试的过程中收集相关数据,为今后的中试提供数据参考,在中温(30～40℃),pH为7.0～7.5条件下,采用一种自制的厌氧发酵装置对米酒酒糟厌氧发酵产沼气进行了小试。结果表明,米酒酒糟极易酸化形成大量挥发性脂肪酸(VFA),是产生沼气的原料。在进料COD为26000～68000 mg/L情况下,所产沼气中甲烷百分含量在34%～62%之间,沼气中甲烷含量随进料COD和COD去除率的升高而升高。酒糟发酵过程中需严格控制温度和pH。所产沼气中酸性阻燃气体含量很低,可用作工业燃料,利用高COD酒糟进行厌氧发酵产沼气可行。     

外源氢气连续导入沼气发酵系统原位合成甲烷的实验研究

搭建能实现外源H_2连续通入沼气厌氧发酵体系的小试装置,达到原位转化CO_2合成CH_4的目的。利用秸秆进行中温(35℃)和高温(55℃)厌氧发酵,探索外源H_2的通入对发酵过程的影响。结果表明:外源H_2的通入使得沼气产量和沼气中CH_4相对含量明显提高,但沼气产量不与外源H_2通入量成正比,外源H_2通入量以CO_2产生量的5倍为宜,此时外源H_2转化率也达到最高,平均约为86%(中温发酵)和91%(高温发酵),消耗的外源H_2几乎全部转化为CH_4;高温发酵比中温发酵更具优势。     

糖蜜厌氧发酵制备生物燃气的快速启动

糖蜜是一种制糖的副产物,富含各类有机物,常被用作发酵底物制备各类化工品,但鲜有用于制备生物燃气的报道。本研究采用糖蜜为底物以液态连续进料的方式实现了厌氧发酵的快速启动,COD去除率达70%以上,沼气产率达0.65 m~3/kg以上,沼气甲烷含量达80%以上。该工艺可克服传统固体/半固体沼气发酵启动周期长,产气效率低等缺点,因此具有一定的产业化潜力。     

不同温度下氢氧化钠预处理对玉米秸秆甲烷产量的影响(英文)

利用农作物秸秆进行厌氧发酵生产沼气是解决我国农村能源紧张的重要途径,然而秸秆中难以降解的木质纤维结构导致在发酵过程中甲烷转化率较低。利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆为发酵原料,分析了在不同温度条件下氢氧化钠(NaOH)预处理对秸秆木质纤维结构以及厌氧发酵产气效率的影响。结果表明,NaOH预处理能够显著降低玉米秸秆的木质纤维素含量,与未预处理的秸秆相比,经NaOH处理后的秸秆纤维素含量降低了24.4%~33.2%,半纤维素含量降低了14.2%~52.4%,木质素含量降低了9.3%~29.3%。在6%、8%和10%浓度中,经8%NaOH处理的秸秆在55℃下的甲烷产量最高,达到188.7 ml CH4·(g VS)?1,较未处理的增加了84.2%,因此可作为提高秸秆厌氧发酵产气效率的预处理方法。     

玉米芯发酵产沼气潜力的实验研究

以玉米芯为原料,研究了发酵产沼气的潜力.结果表明,在室温条件下玉米芯厌氧发酵产沼气潜力为335mL·(gTS)-1或342 mL·(gVS)-1.为玉米芯发酵产沼气提供了理论依据.     

乙醇型发酵法生物制氢中COD浓度变化对发酵厌氧活性污泥产氢系统的影响

以糖蜜废水为底物,利用连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,通过实验在乙醇型发酵情况下,维持其他参数不变,改变反应器内COD浓度,对糖蜜废水厌氧发酵生物制氢进行了研究.结果表明在一定范围内,反应器的产氢产气量随着COD浓度变化成正比,超过某一范围系统即崩溃.     

酒糟沼气化利用的基础研发

酒糟是酒精工业和酿酒工业的废弃物,通过厌氧发酵不仅可以解决酒糟废弃物污染的问题,还可以提供能源,并且经厌氧发酵后的沼液、沼渣还可以用作生物肥。开展了中温(37℃)条件下的酒糟厌氧发酵产生沼气研究,并分析了厌氧发酵前后物料组成变化及酒糟沼液作为生物液态肥的可行性。结果表明:四种酒糟的沼气产量从高到低依次为玉米燃料乙醇酒糟、酱香型白酒酒糟、浓香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟,对应的产气量分别为607.4、578.7、434.2、122.3 ml·g?1(以VS计);各酒糟厌氧发酵产沼气的甲烷体积分数均在60%~70%之间;酒糟的沼气产量与其VS降解率呈正比;酒糟发酵液各元素及离子含量符合生物液态肥标准,是一种很好的生物液态肥原料。     

从甜菜糖蜜发酵废液中提取色素及甘油的工艺研究

研究了用离子交换法从甜菜糖蜜发酵废液中提取焦糖色素和甘油的新工艺 ,探讨了工艺条件及影响因素。结果表明 ,色素的产率 (对废液 )达 1 %～ 1 .5 % ,得到的精制甘油 ,其纯度可达 98%以上。通过实验找出了色素在吸附和洗脱过程中的体积、p H值及相应的色素含量之间的变化关系。与前文制取甜菜碱工艺相结合并与糖蜜发酵工业相配套 ,将形成一套彻底综合利用糖蜜生产多种产品的新工艺方案     

不同C/N下花生粕与果蔬皮联合厌氧发酵产酸效率研究

花生粕和果蔬皮等农业固体废弃物有机质含量高,适合厌氧发酵处理来回收沼气能源或生产挥发性脂肪酸(VFAs)。研究花生粕和果蔬皮C/N比对厌氧发酵产VFAs转化率(VFAs的当量总有机碳(TOC)和发酵底物TOC的比值)的影响,同时考察蛋白质、氨氮、溶解性多糖在VFAs积累过程中的变化。结果表明,C/N=37∶1时,VFAs转化率达到91%。皮尔逊相关系数分析表明,VFAs和多糖呈显著负相关,VFAs与蛋白质呈显著负相关,VFAs与氨氮呈显著正相关。     

不同C/N下花生粕与果蔬皮联合厌氧发酵产酸效率研究

花生粕和果蔬皮等农业固体废弃物有机质含量高,适合厌氧发酵处理来回收沼气能源或生产挥发性脂肪酸(VFAs)。研究花生粕和果蔬皮C/N比对厌氧发酵产VFAs转化率(VFAs的当量总有机碳(TOC)和发酵底物TOC的比值)的影响,同时考察蛋白质、氨氮、溶解性多糖在VFAs积累过程中的变化。结果表明,C/N=37∶1时,VFAs转化率达到91%。皮尔逊相关系数分析表明,VFAs和多糖呈显著负相关,VFAs与蛋白质呈显著负相关,VFAs与氨氮呈显著正相关。     

正交实验确定餐厨垃圾厌氧发酵主要影响因素

用正交实验法研究了温度、pH、接种率和搅拌强度对餐厨垃圾厌氧发酵产沼气量的影响,确定了考察因子的主次以及最优工艺条件;对影响因素较为显著的温度、pH、接种率进行了单因素验证实验;对正交实验的化学需氧量(CODcr)进行了研究。实验结果表明:在温度为55℃、pH为7、接种率为30%、搅拌强度为0 m/s时,厌氧发酵的产气量最大;各因素对沼气产量影响大小的顺序依次为温度、pH、接种率和搅拌强度。     

玉米芯与鸡粪混合发酵提高甲烷发酵性能

为提高玉米芯和鸡粪厌氧发酵甲烷产率,研究了玉米芯和鸡粪混合发酵性能。实验结果表明,玉米芯与鸡粪最佳混合比为5∶1,沼气和甲烷产率最高,分别是200mg/g和121.2mL/g（玉米芯/鸡粪,VS,下同),与单一鸡粪厌氧发酵相比,沼气产量提高了700%,玉米芯与鸡粪混合发酵有助于更多的生物质向甲烷转化。玉米芯与鸡粪在最佳比例下混合发酵时挥发性脂肪酸（VFAs）最高达2.56g/L,乙酸在VFAs中起主导作用。适当的鸡粪添加有助于体系氨氮含量增大和甲烷菌活性提高,过多鸡粪添加不利于甲烷总产量的提高。氨氮与VFAs的中和作用促进了体系的pH稳定。底物进料量对沼气产率有明显的影响,混合底物进料量为50g/L时总产气量最高,为7800mL,对应的甲烷体积分数为68.7%,而进料量为20g/L时沼气产率和甲烷产率最高,分别为325mg/g和184.3mL/g。玉米芯与鸡粪混合发酵能够改善碳氮底物（C/N）的发酵比、提高微量金属元素含量,是甲烷产率提高的主要原因。     

不同温度下氢氧化钠预处理对玉米秸秆甲烷产量的影响

利用农作物秸秆进行厌氧发酵生产沼气是解决我国农村能源紧张的重要途径,然而秸秆中难以降解的木质纤维结构导致在发酵过程中甲烷转化率较低。利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆为发酵原料,分析了在不同温度条件下氢氧化钠（NaOH）预处理对秸秆木质纤维结构以及厌氧发酵产气效率的影响。结果表明,NaOH预处理能够显著降低玉米秸秆的木质纤维素含量,与未预处理的秸秆相比,经NaOH处理后的秸秆纤维素含量降低了24.4%～33.2%,半纤维素含量降低了14.2%～52.4%,木质素含量降低了9.3%～29.3%。在6%、8%和10%浓度中,经8%NaOH处理的秸秆在55℃下的甲烷产量最高,达到188.7 ml CH₄·（g VS）^-1,较未处理的增加了84.2%,因此可作为提高秸秆厌氧发酵产气效率的预处理方法。     

有机垃圾厌氧发酵特性研究

选取有机垃圾中的餐厨垃圾为实验对象,研究了不同温度、不同初始pH值、不同含盐量对餐厨垃圾厌氧发酵的影响。实验结果表明,当温度为35℃,pH值为7. 0,含盐量(Na Cl)小于5 g/L时,餐厨垃圾厌氧发酵效果最佳,产甲烷体积分数分别可以达到56. 8%,62. 4%,57. 6%。由此可以确定,对餐厨垃圾进行厌氧发酵处理时,中温(35℃)、中性(pH=7)以及低含盐量(5 g/L)的情况下,有利于餐厨垃圾厌氧发酵过程的进行。     

酒糟沼气化利用的基础研发

酒糟是酒精工业和酿酒工业的废弃物,通过厌氧发酵不仅可以解决酒糟废弃物污染的问题,还可以提供能源,并且经厌氧发酵后的沼液、沼渣还可以用作生物肥。开展了中温（37℃）条件下的酒糟厌氧发酵产生沼气研究,并分析了厌氧发酵前后物料组成变化及酒糟沼液作为生物液态肥的可行性。结果表明：四种酒糟的沼气产量从高到低依次为玉米燃料乙醇酒糟、酱香型白酒酒糟、浓香型白酒酒糟、木薯燃料乙醇酒糟,对应的产气量分别为607.4、578.7、434.2、122.3 ml·g^-1（以VS计）;各酒糟厌氧发酵产沼气的甲烷体积分数均在60%～70%之间;酒糟的沼气产量与其VS降解率呈正比;酒糟发酵液各元素及离子含量符合生物液态肥标准,是一种很好的生物液态肥原料。     

微量元素强化厌氧发酵技术处理畜禽废水进展研究

通过探究微量元素强化厌氧发酵技术处理畜禽养殖废水的前期研究,发现其不仅能提高有机物降解率,降低挥发性脂肪酸(VFA)浓度,提高甲烷产量,而且对废水中高氨氮的抑制效应也有一定拮抗作用,进一步维持着厌氧发酵系统的高效运行。后续研究可着重微量元素之间相互作用机制对厌氧发酵的影响,以及其在厌氧发酵系统中的生物有效性,也需深入探索其利用率和对厌氧消化系统中微生物群落结构的诱导作用,以期为厌氧发酵技术处理畜禽养殖废水和沼气资源化利用提供借鉴。     

秸秆发酵电厂建设可行性研究

针对我国秸秆资源的特点,提出了采用大型沼气池利用秸秆为原料高温发酵生产沼气,然后通过内燃机组、余热锅炉以及汽轮机组等设备的联合动力循环、沼气代替液化气满足村镇居民的生活用气、沼渣生产有机肥的秸秆综合利用技术路线,该系统采用成熟技术的组合,所有设备均可国产化.介绍了该系统的工艺路线,并分析了其技术可行性与项目经济性.分析结果表明,发电余热完全可以维持沼气池内50～55℃的温度,能够实现高温发酵;以消耗秸秆9万t/a(折合含水量15%,原始热值13.5 MJ/kg)的发酵电厂为例,能够日产热值为21 MJ/m3的沼气72 000 m3,发电量5×107 kWh/a,生产有机肥4.4万t/a;项目投资回收期大约5年.     

生物预处理作物秸秆厌氧发酵产沼气初步研究

以提高秸秆厌氧发酵产气效率为目的,以小玉米、小麦秸秆为研究对象,通过菌种筛选及厌氧发酵产气研究,考察水解效果及产气效率,得到:添加尿素和微生物的水解效果最好、厌氧发酵过程的产气效率最高、产气中甲烷含量最高;只加微生物的次之;两者均未添加的最差。结果表明,筛选的菌种对秸秆有较好的水解能力,能得到较高的产气量和较高品质的沼气。     

青岛海泊河污水处理厂沼气热电联产系统研究

对比了国内外污泥厌氧消化、沼气利用和生物质内燃机的研究和应用情况,我国污水处理厂污泥通过厌氧发酵热电联产仅占2%。介绍了海泊河污水处理厂污水和污泥的处理规模、处理工艺,分析了该厂沼气热电联产运行工艺和包括厌氧发酵系统、沼气热电联产系统及余热回收系统3部分的中温消化-热电联产流程的运行原理、运行参数和运行情况。2016年实际运行结果表明,热电联产运行稳定、收益较高,固定费用389.38万元/年,沼气发电收入593万元/年,净利润203.62万元/年。     

厌氧发酵制备生物燃气过程的物质与能量转化效率

以稻壳为原料,采用批式中温(35℃±1℃)厌氧发酵工艺研究了稻壳厌氧发酵制备生物燃气的产气性能,在此基础上结合物质流分析方法分析了发酵过程中C、N元素的分布情况以及物质与能量的转化效率。研究结果表明稻壳厌氧发酵制备生物燃气过程的产气率和产CH₄率分别为297.41和164.40 ml·(gVS_RH)^-1,平均CH₄含量为55.28%;C元素流向分布:30.7%生物燃气,6.4%沼液,62.9%沼渣;N元素在剩余物中的流向分布:63.2%沼液,36.8%沼渣;稻壳厌氧发酵制备生物燃气的物质转化效率和能量转化效率分别为30.0%和33.7%。本研究为农业加工废弃物的资源管理和能源化利用提供了理论依据。