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。     

接种量对稻草厌氧消化产气性能影响

文章考察了不同接种量对稻草厌氧消化性能的影响。结果表明:当接种量为30 g/L(TS)时,只出现一个产气高峰,且累积产甲烷量达到最大值,为9 025 m L,比其他组提高了13.11%~51.75%;TS和VS去除率均最高,分别为48.53%和59.61%;纤维素和半纤维素去除率分别达到60%和40%。Gompertz方程拟合结果显示,接种量为30 g/L(TS)时,厌氧消化速率最快。     

柠檬酸对牛粪厌氧发酵产沼气的影响研究

文章研究了柠檬酸添加量对牛粪中温(35±1℃)厌氧发酵产沼气的日产气量、累积产气量、p H值以及COD降解率等的影响。结果表明:添加适量的柠檬酸对牛粪厌氧发酵产沼气具有显著的促进作用,0.6%的柠檬酸添加量取得了最高日产气量38.46 m L/g(VS);0.7%的柠檬酸添加量取得了最高累积产气量545.48 m L/g(VS);0.3%的柠檬酸添加量可以大幅提高COD去除率,达到了34.5%;随着柠檬酸添加量的增加,第二次产气高峰依次推迟,p H值从6.76逐渐降低到5.41,当柠檬酸添加量为0.9%时,p H值达到5.57。该研究结果为牛粪厌氧发酵规模化沼气工程的高效运行提供了技术参考。     

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。     

稻壳中温厌氧消化产沼气试验研究

对稻壳厌氧消化产沼气进行了试验研究,采用中温发酵,用1%NaOH和2%NaOH分别对35g/L、50g/L、65g/L和80g/L四个负荷的稻壳进行预处理,并用相应负荷的未经NaOH预处理的稻壳作对比,结果发现:稻壳厌氧消化易酸化,酸化时间在8～11天左右,最长的一个为15天;经1%NaOH预处理的稻壳在不同负荷中日产气量均达到最高,分别为35g/L时1730mL、50g/L时2070mL、65g/L时2330mL和80g/L时2980mL;通过NaOH化学预处理,加快了稻壳的厌氧消化速度,厌氧消化周期明显缩短.     

水热炭对餐厨垃圾厌氧消化性能影响研究

文章通过餐厨垃圾的批式厌氧消化试验研究了水热炭制备温度和水热炭含量对不同接种比下餐厨垃圾产沼气的影响。研究结果表明：未添加水热炭时,随着接种比由1.5降低到0.5,产气抑制严重,餐厨垃圾的产沼气潜力由383.4 mL/g降低到151.6 mL/g;添加水热炭能够提高产气量,减少产气延滞时间;接种比相同时,沼气总产量随着水热炭添加量的增加而提高;当水热炭（H240）的添加量为30%时,接种比为1.5,1和0.5的试验组的沼气总产量较对照组的最大增加量分别为11.5%,31.7%和81.2%;当水热炭添加量相同时,H240对厌氧消化的促进效果最优,这归功于其表面丰富和活跃的官能团;添加水热炭后,修正Gompertz方程对不同接种比下累积产气量的拟合效果均得到了提高。     

餐厨垃圾厌氧消化工艺研究

为了提高餐厨垃圾的厌氧消化效率,对餐厨垃圾序批式厌氧消化(BT)、半连续厌氧消化(SCT)、固液两相厌氧消化(SLT)进行了比选研究。研究结果表明,SLT生产系统有效提高了厌氧消化效率,单位沼气产量与甲烷含量也都显著提高,SLT,SCT及BT的单位VS最大沼气日产量分别为430,270 m L和150 m L,最高甲烷含量分别为68%,57%和50%;SLT的产酸效率及有机酸利用率均显著提高,有机负荷率较SCT提高50%,能够达到9 g/(L·d)。餐厨垃圾的SLT工艺有机负荷及消化效率较SCT及BT工艺均有大幅提高。     

狼尾草高底物同步糖化乙醇发酵全残留物产甲烷特性研究

以汽爆狼尾草的高底物浓度乙醇发酵全残留物为底物,进行甲烷潜力测试(BMP)以及单相全混式连续搅拌反应器(CSTR)厌氧消化实验,以验证乙醇发酵全残留物的产甲烷特性及残留物中各组分在生产清洁能源甲烷时的底物贡献率。经过50 d的BMP实验,甲烷产量最终达到884 mL,相应的甲烷产率为390.6 mL/g VS,其中纤维素和半纤维素在第10天达到产气高峰,累计产气量占全残留物累计产气量的48.2%,小分子酸和酶与酵母在第2天达到产气高峰,其产气量分别占全残留物累计产气量的22.4%和26.4%。随后使用CSTR反应器进行单相厌氧消化,有机负荷从1.5 g VS/(L·d)逐渐提升至3.5 g VS/(L·d),最终获得457.1 L/kg VS的甲烷产率和47.3%的挥发性固体(VS)去除率。结果表明:狼尾草作为一种木质纤维素原料,在获得满足工业蒸馏需求的乙醇浓度后,其发酵全残留物仍可作为良好的底物通过厌氧消化制取甲烷,不仅减少工艺的环境排放负荷,而且可提高原料的利用率。     

不同预处理剩余污泥的中温厌氧消化试验研究

设计单因素试验,考察了热处理时间和碱投加量对剩余污泥有机质溶出和厌氧消化产沼气的影响。结果表明:加热和碱预处理均可明显地促进有机质溶解和提高厌氧产气效率;与原污泥相比,高温处理20 min后,剩余污泥可溶性有机质和累积厌氧产气量达到最高,分别为2 550 mg/kg和3 275.33 mL,较对照污泥分别增加了7.4倍和34.15%;高浓度CaO(6%和10%)处理后,剩余污泥中STOC浓度分别达到3 280 mg/kg和3 340mg/kg,较对照污泥STOC浓度(305 mg/kg)提高了9.75和9.95倍;CaO预处理对污泥厌氧消化影响较复杂,表现为低浓度促进产气和高浓度抑制产气;2%CaO处理下,累积产气量比对照提高了39.87%;6%和10%CaO处理下,累积产气量低于对照污泥。     

微波辅助MgO/SBA-15预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响

为探索微波辅助MgO/SBA-15预处理玉米秸秆对其厌氧消化产气的影响,采用Mg O/SBA-15对玉米秸秆进行预处理,并在中温条件下进行厌氧消化产气试验。试验结果表明:微波辅助Mg O/SBA-15预处理玉米秸秆能有效破坏其原始构态,提高纤维素回收率和底物的可生物降解性,为厌氧发酵产沼气奠定良好的基础。在MgO/SBA-15与干基质的质量比分别为0%、10%、20%的条件下,预处理后的玉米秸秆厌氧消化产气能力较未预处理组有较大提高,厌氧消化启动时间有所提前。与对照组相比,经10%和20%MgO/SBA-15预处理的玉米秸秆单位挥发性固体(volatile solid,VS)产气量分别可提高55.28%和41.00%;90%最大产气量厌氧消化时间分别缩短1d和0 d;VS减少率分别提高7.3%和4.1%。综合考察预处理效果、日产气量、累积产气量和厌氧消化启动时间,相比于质量比20%的MgO/SBA-15组,质量比为10%的Mg O/SBA-15预处理效果更好。     

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。     

高有机负荷下的稻草两级/单级CSTR厌氧消化工艺性能研究

文章以稻草为原料,采用两级和单级厌氧消化工艺,在较高有机负荷(100,120,140 g/L)下对稻草的消化性能进行了研究。研究结果表明:当有机负荷分别为100,120,140 g/L时,两级厌氧消化系统的产甲烷效率分别比单级厌氧消化系统提高了8.8%,11.5%,11.8%;两级厌氧消化系统的产甲烷量主要集中在第一级,随着有机负荷的提高,第二级的产甲烷量占比逐渐增加;两级厌氧消化系统的物质转化率比单级厌氧消化系统更高,并且两级厌氧消化系统中的大部分物质在第一级去除,与产气效率的结果相一致;两级和单级厌氧消化系统在3个高有机负荷条件下均可以稳定运行。     

进料浓度对多种有机固废协同中温厌氧消化的影响

多种有机固废协同干式厌氧消化制气具有较好的应用前景,然而目前进料浓度对产气情况的影响,以及高浓度进料下产气速率受到抑制的机理研究还存在不足。进行了8%和14%进料浓度下的餐饮垃圾、厨余垃圾和污泥协同中温厌氧消化实验,分析不同进料浓度对产气情况的影响,探究过程参数影响产气速率的机理。结果表明,进料浓度的提高可以显著提高产气速率。8%进料浓度阶段的产气速率为24.0 L/d, 14%进料浓度阶段的产气速率为32.0 L/d,比8%进料浓度阶段高33.4%;8%进料阶段甲烷浓度略低于14%进料阶段。同时,持续的高浓度进料会出现轻微的产气抑制现象,其抑制机理是体系VFA累积与乙酸浓度下降。第35～39天的VFA浓度为18120 mg/L,超过酸抑制阈值,乙酸浓度呈下降趋势;平均日甲烷产量为27.9 L/d,与14%进料浓度阶段相比下降了13%,但比8%进料浓度阶段高16.1%。     

厌氧消化菌群的筛选及其对高浓度玉米秸秆的厌氧消化

为了提高玉米秸秆类原料厌氧消化的产气率和底物利用率,从环境中筛选出了厌氧降解玉米秸秆产酸和产甲烷的优势菌群,该菌群的最高容积甲烷产率为0.73 m3/(m3.d),气体中的甲烷含量达到85%左右,底物产甲烷量为410 L/kg;以15%高浓度玉米秸秆为原料,该菌群的最大产酸能力为10 g/L,最高容积产气率为3.10m3/(m3.d),平均容积产气率为1.7 m3/(m3.d),平均甲烷含量为55%。研究结果明显高于报导过的相应数据。为高浓度玉米秸秆的高效厌氧消化利用提供了良好的微生物菌群应用基础。     

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%。     

沸石对鸡粪沼气发酵特性的影响

针对鸡粪厌氧发酵产甲烷过程中的氨抑制问题,采用生化产甲烷潜力(BMP)装置在中温(35±1)℃条件下进行以鸡粪为底物,沸石为添加物的厌氧消化试验,探究不同沸石添加量(添加沸石体积占发酵液体积的百分比2.5%、5.0%、10.0%和0%)对鸡粪厌氧发酵产沼气特性的影响。结果表明:当沸石添加量为10.0%时,总产气量最大,达到3340 mL。沸石添加量5.0%的试验组在发酵第21天时甲烷含量达到最大值73.06%,比对照组提高4.86%。采用一级动力学模型、Transfer模型和Cone模型进行累积产气率的动力学分析,其中Cone模型与实际累积产气率拟合度最高(R2为0.9837～0.9964)。     

尿素预处理对玉米秸秆厌氧发酵产沼气特性影响及动力学分析

针对玉米秸秆厌氧发酵产沼气过程中难降解问题,选用尿素对玉米秸秆进行预处理,并进行批次厌氧发酵产沼气试验研究.结果表明:经过45 d厌氧发酵,累积产气量最高为757.83 mL/g VS,最低为588.64 mL/g VS,厌氧发酵进行到25 d时达到45 d累积产气量的85％.分析联合预处理对累积沼气产气量影响得出,尿...     

搅拌对麦秸厌氧消化性能影响的试验研究

研究了搅拌对麦秸厌氧消化性能的影响。考察了4种搅拌频率对厌氧消化日产气量、单位TS和VS变化、pH值和氨氮等参数的影响。结果表明:日产气量随着搅拌频率的增加有上升的趋势。不同搅拌情况下的pH值始终维持在7.4~7.5,搅拌对pH值影响不明显。氨氮随消化时间的增加产生累积,搅拌越频繁,累积越明显,搅拌频率为每1 h搅拌一次时厌氧消化效果最好。此研究结果将为大中型秸秆沼气工程提供设计依据。     

氨化预处理玉米秸秆与餐厨垃圾混合两相厌氧消化性能研究

研究了玉米秸秆与餐厨垃圾混合两相厌氧消化性能。秸秆与餐厨垃圾混合比例(TS/TS)分别为4∶1,3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,分别进行氨化预处理和未预处理两相对比试验。结果表明:酸化阶段的水解酸化类型以混合型为主,预处理组的产酸总量和溶解性COD分别比未预处理组高了3.1%~25.4%和3.0%~27.6%,预处理组中混合比例1∶4条件下产酸最高,达到9 044.2 mg/L。在产甲烷阶段,预处理组和未预处理组最高累积产气量分别为16 305 mL和14 615 mL。随着秸秆含量逐渐增加,预处理组T90比未预处理组提前2 d。氨化预处理秸秆对秸秆与餐厨混合两相厌氧消化起到促进作用。     

NaOH预处理对油菜秸秆厌氧消化产气性能的影响

研究了不同浓度NaOH(质量分数为2%,4%和6%)预处理对油菜秸秆厌氧消化产气性能的影响。结果表明:6%NaOH预处理组累积产甲烷量达到了12 337 m L,单位VS产甲烷量为264.3 m L/g,较未处理组、2%NaOH预处理组和4%NaOH预处理组分别提高了38.0%,10.2%和7.00%;T90为23 d,较未处理组、2%NaOH预处理组和4%NaOH预处理组分别提高了19,12,5 d;氨氮为742 mg/L,碱度为7 400 mg/L,p H为7.42,三者均在适宜范围内。综合考虑,6%NaOH预处理组的油菜秸秆厌氧消化产气效率较高。