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。     

规模化畜禽养殖粪污产沼气特性的半连续试验研究

以半连续厌氧发酵试验为基础,探讨了在15,25,35℃,HRT=36 d和25 d条件下,猪粪、鸡粪和牛粪3种厌氧发酵原料的产气特性。结果表明,3种原料均适宜在温度为35℃,HRT=25 d的条件下厌氧发酵。发酵池容产气率分别为0.87~1.75,0.81~1.26,0.41~0.73 m3/(m3.d);原料TS产气率分别为0.27~0.55,0.25~0.49,0.13~0.23 m3/kg。     

连续流生物制氢反应器中有机负荷对产氢的影响

采用连续流搅拌槽式反应系统(CSTR)作为反应装置,以红糖水为发酵底物,污水处理厂剩余污泥为反应的启动污泥,在进水p H值为7.0±0.1、氧化还原电位(ORP)为-420 m V、温度(35±1)℃、水力停留时间(HRT)为6 h等影响因子调控下,达到稳定产氢(主要为乙醇型发酵)。在其他参数不变的条件下,通过改变有机负荷,着重研究其对产氢能力的影响,同时调节p H值使微生物保持较高活性。结果表明,当有机负荷从12 kg/(m3·d)上升为32 kg/(m3·d)时,产气和产氢速率均有持续增大的趋势。当有机负荷为32 kg/(m3·d)时,达最大产气速率(18.6 L/d),产氢速率为6.4 L/d,较初始有机负荷12 kg/(m3·d)时分别提高89%和87%。在系统运行过程中,进水p H值降低至5.85时,厌氧发酵微生物活性受到抑制,产氢速率有所下降,ORP上升至-328 m V。此时,向反应器内投加一定量的Na OH调节p H值,使反应器保持较高产氢速率的乙醇型发酵类型。     

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。     

糖浆废水与牛粪厌氧共发酵产甲烷特性研究

以糖浆废水和牛粪为底物,采取半连续发酵工艺运行CSTR厌氧发酵系统,考察混合底物中温(35℃)厌氧共发酵产甲烷特性。结果表明:厌氧发酵系统启动后产沼气速率较快,第8 d的沼气产量为350 m L/(L·d),进入稳定期后达到620 m L/(L·d);液相发酵短链挥发性脂肪酸(VFAs)的乙酸含量高于68%。调节进料有机负荷和水力停留时间分别为3.5 g/(L·d)和40 d时,系统运行稳定性与效能最佳,沼气产量为1180 m L/(L·d),甲烷含量高于57%。运用454焦磷酸高通量测序技术分析厌氧发酵系统启动稳定期(40 d)的细菌群落结构和多样性,在细菌属分类水平存在846个OTU,ACE和Chao1分别为2 224.8和1 498.8;Firmicutes门、Proteobacteria门和Bacteroidetes门属优势细菌类群,分别占细菌总数的64.9%,18.2%和9.1%;在属分类水平上,Syntrophomonas sp.为最优势细菌类群,占总丰度的14.5%,其次是Clostridium XI sp.,占总丰度的6.9%。     

秸秆类木质纤维素原料厌氧发酵产沼气研究

介绍了以秸秆为主要原料的好氧预处理过程及厌氧干发酵工艺的试验结果.在预处理过程中,加入好氧降解菌种使木质纤维素降解率提高到50%.当发酵温度为(35±2)℃,,TS含量为20%,秸秆与猪粪配比为7:3时,原料滞留期为40 d,平均容积产气率为0.8～1 m3/(m3·d),甲烷含量为65%以上.     

餐厨垃圾高效厌氧消化稳定产气研究

厌氧消化是餐厨垃圾产业化处理的主流方式,厌氧系统单位体积有机负荷和单位体积产气率是评价厌氧系统产业化能力的重要指标.实验研究了搅拌频率、物料投加方式和不同单位体积有机负荷情况下厌氧系统的产气情况.结果表明,在选择连续式投加物料情况下,维持60min/3hrs搅拌频率和2.8kg TVS/(m3.d)单位体积有机负荷水平,全混合厌氧消化系统可以获得稳定的高产气率,达到(2.69±0.03)m3/(m3·d),甲烷体积分数(65.2±1.3)％.     

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.     

用AWE和UASB厌氧发酵装置处理猪场废水效果的比较

本文报道了一种用于猪场废水处理的新型厌氧发酵反应器(AWE)。它不需外加动力就能进行间歇搅拌,并可防止浮渣增厚,加快发酵速度,提高产气量。在环境温度30℃,水力停留时间1天,处理COD浓度约为5000mg/l左右的猪粪水,AWE的池容产气率为1.81/l·d,COD去除率为85.5％,甲烷含量为76.8％。其池容产气率和COD去除率都比使用较普遍的UASB高12％左右。用这种新型的厌氧发酵装置处理大中型畜牧场的废水效果良好。     

厌氧膜生物反应器处理垃圾渗滤液在高负荷下的连续运行性能研究

为解决常规厌氧工艺在处理垃圾渗滤液的运行过程中存在微生物流失和出水水质较差等问题,考察了浸没式平板厌氧膜生物反应器处理垃圾渗滤液的运行性能.以垃圾填埋场新鲜渗滤液为研究对象,在中温(37±1)℃条件下进行连续厌氧消化试验,容积负荷为9.5 kgCOD/(m3·d),反应器运行67 d.实验表明,在水力停留时间为10 d...