外源添加物对抗结壳沼气反应器产气特性影响

针对沼气反应器发酵原料利用率低、发酵周期长、产气率低等问题,实验研究尿素、复合磷酸盐及复合维生素等外源添加物对以马铃薯皮为发酵原料的新型抗结壳沼气反应器产气性能的影响。结果表明:一定浓度的外源添加物能缩短抗结壳沼气反应器的发酵启动时间,促进甲烷合成,显著提高反应器的日产气量。在最佳尿素添加量为1.0g/L时,总产气量提高52.9%,池容产气率为0.869m3/(m3.d),发酵后期甲烷浓度稳定在约65%;复合磷酸盐最佳添加量为1.200g/L时,此时总产气量提高28.9%,池容产气率为0.659m3/(m3.d),发酵后期甲烷浓度稳定在约68%;复合维生素最佳添加量为0.015g/L时,其总产气量提高48.4%,池容产气率为0.843m3/(m3.d),发酵后期甲烷浓度稳定在约70%。     

组合碱预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响

为提高玉米秸秆厌氧消化的产气量及产气效率,采用不同质量分数的组合碱(质量比为2∶1的NaOH和Ca(OH)2)对其进行预处理,经过3 d的预处理后,考察组合碱对玉米秸秆成分及厌氧消化产沼气的影响。结果表明,组合碱预处理能有效缩短消化启动时间,并不同程度提高秸秆的产沼气能力。其中质量分数为3%的组合碱处理组产气状况最好,消化60 d后的总产气量可达24035 m L,日均产气率为400.58 m L/d,总固体产气率、挥发性固体产气率分别为358.73 m L/g和369.77 m L/g,在相应的厌氧消化时间内有效提高了玉米秸秆的厌氧消化效率。     

热化学预处理玉米秸秆厌氧消化产气特性研究

以玉米秸秆为原料,对经热化学处理后的秸秆进行发酵试验,设置堆腐预处理和碱预处理玉米秸秆发酵作为对比试验。所得试验结果为:热化学预处理玉米秸秆单位容积最大日产气量为1.122 L/d,发酵30 d的单位容积累计产气量为15.995 L,平均甲烷含量为45.85%;发酵完成后,热化学预处理玉米秸秆总固体与挥发性去除率分别为35.50%与39.32%,比未处理玉米秸秆分别提高14.15%与10.64%。在对比发酵试验中,热化学预处理的处理效果与堆腐预处理相似,但低于碱预处理。     

秸秆发酵产氢的碱性预处理方法研究

以麦秆、稻草和滤纸为发酵底料,以厌氧活性污泥为接种物,采用不同的预处理方法去除木质素并提高纤维素的降解率,从而提高其发酵产氢能力。试验表明对于相同的底料,经过NaOH预处理和纤维素酶解后的还原糖含量、总产气量、总产氢量和氢气浓度都要高于经过氨水预处理的底料,而未经过预处理的底料发酵产氢能力最差。利用10g经过NaOH预处理的麦秆和稻草,经纤维素酶解后在发酵产氢过程中的降解率分别为23.2%和12.5%,总产氢量分别为363.3mL和254.9mL,发酵产气中氢气浓度分别为23.8%和29.1%。发酵液相中主要产物为乙醇、乙酸和丁酸。     

新型抗结壳沼气反应器产气特性研究

针对沼气发酵过程中的结壳问题,研制了一种具有抗结壳性能的新型沼气反应器,并以马铃薯皮为原料在沼液温度为27(±3)℃时进行了有、无抗结壳装置的反应器产气性能对照实验,结果发现抗结壳反应器的沼液面悬浮固体物质量仅为后者的1/22,而总产气量和COD去除率分别提高17.5%和27.1%。此外,实验研究了抗结壳反应器中固体物浓度对沼气发酵性能的影响,并在固体物浓度为4%时得到最大日产气量为11.2L,COD去除率为69.7%,产气中甲烷浓度长期维持在约62%,反应器具有较强的沼液pH值调节能力。研究表明新型抗结壳反应器具有较好的抗结壳性能和较高的产气率及原料利用率。     

混合原料在不同发酵工况下的产气规律研究

分别在五种不同条件下进行了沼气产气对比试验。试验条件分别为:干牛粪,温度为20℃,排气方式分别为持续排气、间歇排气(每天排气4次);干牛粪,温度为35℃,排气方式分别为持续排气、间歇排气;干牛粪与小麦秸秆按质量比1∶1配比的混合物,温度为35℃,排气方式为间歇排气。将原料装入100 L自动生物发酵罐中,并控制发酵温度和压力,检测发酵过程中沼气的日产气量、料液pH及产气中甲烷体积分数。结果发现,在间歇排气条件下,干牛粪与小麦秸秆混合物与相同质量的干牛粪相比总产气量提高约20%,但日产气量降低,产气周期延长近40%。相同质量的干牛粪,在35℃时发酵与在20℃时发酵相比总产气量提高约35%,高峰产气速度提高约1倍;持续排气相比于间歇排气,日产气量提高约1倍,但甲烷平均体积分数降低约10%。     

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.     

鸡粪与NaOH预处理麦秸联合厌氧发酵产气性能与协同效果研究

试验研究了不同负荷下不同混合比例的鸡粪与NaOH预处理麦秸的厌氧发酵产气性能和协同作用效果。以鸡粪和2%NaOH预处理后的麦秸作为发酵原料,研究了混合物料在3种负荷和9种混合比例条件下的厌氧发酵产气情况。结果表明:在3种负荷(50,65,80 g/L)中,均是鸡粪和麦秸比例为1∶2时产气效果最佳,其累计产气量分别达到32 000,43 030 mL和50 370 mL;其TS产气率分别达到328.2,356.9,352.8 mL/g,比纯鸡粪相应负荷分别提高了27%,29%,23%。不同比例下,3种负荷中,均是65 g/L时产气效果最好,鸡粪与麦秸的协同作用使累计产气量提高了7%～17.7%。     

鸡粪与玉米秸秆的干式厌氧发酵实验研究

文章以鸡粪和玉米秸秆为发酵底物,开展了鸡粪干发酵、玉米秸秆预处理后干发酵、鸡粪和玉米秸秆混合干发酵等实验。实验结果表明:玉米秸秆经过质量分数为2%的Na OH溶液预处理后,产气效果最好;与鸡粪或玉米秸秆单独干发酵相比,鸡粪与玉米秸秆混合干发酵的产甲烷效果并无明显优势,但增加沼液回流后甲烷产量提高了1倍以上,实现了99.9%的产甲烷潜力。     

提高农村沼气池产气率的研究

把0.3％的碳酸氢铵添加到堆沤过的谷草内,在厌氧消化过程中可显著提高沼气池的产气量。与已堆沤过的谷草加猪、牛粪比较,产气量提高100％。用碳酸氢氨代替人、畜粪便可获得较高的产气率,每立方米沼气池加入3公斤碳酸氢铵可产沼气14.1立方米。在沼气发酵过程中,碳酸氢铵的肥效可得到保存,并导致有机肥和无机肥自然结合施用。