秸秆厌氧干发酵产沼气的研究

本试验以玉米秸、稻草、烟叶杆、木薯杆为代表的秸秆作为原料，在温度38℃，采用批量发酵工艺进行高浓度厌氧发酵产气研究。试验结果表明，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的TS产气率分别为413ml／g、33ml／g、333ml／g、222ml／g，而VS产气率分别为470ml／g、387ml／g、426ml／g、24ml／g。     

多粮型白酒酒糟与水稻秸秆混合厌氧发酵产沼气特性研究

发酵原料总固体含量(TS)为8%,以多粮型白酒酒糟和水稻秸秆不同比例混合废弃物发酵原料,研究了30℃下不同比例混合废弃物厌氧发酵产沼气的特性,分析了厌氧发酵过程中日产气量、累积产气量、p H值和挥发性脂肪酸质量浓度的变化。研究结果表明:(1)以单纯酒糟作为发酵原料厌氧发酵初期启动速度很快,第2天达到产气最高峰,然后产气量快速下降。(2)以酒糟和稻秆不同比例混合作为发酵原料,发酵天数明显长于单纯酒糟,并且混合发酵物中稻秆所占比例越高,其发酵天数也就越长。(3)在温度为30℃,总发酵原料TS含量为8%,多粮型白酒酒糟与水稻秸秆质量比为1∶2混合时,累积产气量最大(8 600 m L),p H值的降低幅度最小,抑制酸化效果最佳,产气效果最好。研究结果可为多粮型白酒酒糟和水稻秸秆混合厌氧发酵产沼气提供理论依据。     

温度和TS对小麦酒糟厌氧发酵产气性能的影响

在温度为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃,TS分别为6%、8%和10%的条件下,研究了小麦酒糟厌氧发酵过程中的pH值变化和气产率。结果表明,各实验条件下,发酵液pH值均呈现出先下降后升高的趋势,基质浓度通过改变反应混合物的pH值来间接影响发酵的反应过程,同一温度下,TS越高越容易出现酸化;不同温度下,TS对产气率的影响较大,温度40℃时的产气率远高于其他温度,且不同TS浓度下的产气率相差较大。在本实验条件下,温度为40℃、TS为6%是小麦酒糟厌氧发酵的最适宜条件。     

接种量对红薯酒糟沼气发酵的影响

研究不同接种量对红薯酒糟中温厌氧发酵的影响,探求红薯酒糟厌氧发酵的最佳接种量.在45℃时,比较4种不同接种量对红薯酒糟中温厌氧发酵过程中产气率、pH值、氨基态氮(NH4+-N)、挥发性脂肪酸(VFA)浓度、甲烷百分含量及TS、CODcr的去除效果的影响.结果表明:随着接种量的增加,微生物的积累周期减短,有利于产气高峰提前,缩短产气周期;同时能提高发酵系统酸碱的缓冲能力.其中,50%接种量的总产气率、甲烷平均百分含量及TS和COD去除率最高,分别为124.14%、66.37%、35.77%、47.90%;pH值都在正常发酵范围内.     

预处理玉米秸秆发酵生产燃料酒精的研究

本文利用正交试验对玉米秸秆发酵生产燃料酒精的条件进行了摇瓶试验。试验发现，采用管囊酵母SQY－001与酿酒酵母SQY－002混合菌种发酵生产酒精的最适条件为发酵温度36℃，发酵周期为72h，转速为80－100r/min，纤维素酶用量为40IU／g底物，管囊酵母与酿酒酵母的接种比例为2：1，并在此条件下得到酒精产率为0．148g/g。     

柠檬酸盐对秸秆厌氧降解体系产沼气的影响

将马氏甲烷八叠球菌、地农芽胞杆菌、施氏假单胞菌、谢氏丙酸杆菌接种于秸秆厌氧发酵体系中,考察添加柠檬酸盐对沼气产量、纤维素降解率和木质素降解率的影响.研究发现:添加3g/L柠檬酸盐(添加组)促进了体系的产气效率,沼气产量比对照提高了1倍,其总固体(TS)、挥发性固体(VS)含量分别比对照降低11.2％和5.1％.对照挥发性脂肪酸(VFA)浓度在84h达最大值,达到7.07g/L,仅为添加组的80％,其平均积累速率51.6mg/(L·h),比添加组69.2mg/(L·h)降低25.4％,说明添加柠檬酸盐提高了厌氧发酵体系TS、VS的利用率,促进了厌氧体系乙酸和丙酸、丁酸等VFA的合成.同时发现:秸秆厌氧发酵体系的纤维素降解率普遍高于木质素降解率7.5％左右,说明多菌耦合厌氧发酵产沼气体系的降解纤维素能力高于降解木质素的能力.     

新鲜水葫芦湿式厌氧发酵实验研究

将新鲜水葫芦破碎成0.3 cm左右的颗粒与混合沼液按不同的比例接种,配制成3 000g的混合物在室温条件下进行批量厌氧发酵实验。研究其产气特性以及原料、能量利用途径等,提出基于水葫芦为唯一底料的厌氧发酵技术。结果表明,新鲜水葫芦厌氧发酵的产气潜力和独立发酵能力高于其他常见发酵原料,是规模化沼气工程的理想原料。高浓度发酵可以提高产气效率,但过程易出现酸化严重现象,造成碳素的浪费和沼气产能潜力的降低。     

苹果渣液态厌氧发酵制备生物氢气的研究

以苹果渣为原料,通过液态厌氧发酵技术制备氢气,经过单因素试验和正交试验研究苹果渣与活性污泥的比例、发酵温度、初始pH、发酵液浓度对苹果渣厌氧发酵产氢效率的影响.结果表明,苹果渣液态厌氧发酵产氢的最优条件:发酵温度为(30±2)℃、活性污泥与苹果渣比率为4∶10、初始pH值8.5、发酵液浓度0.125g/mL,该务件下,苹果渣产氢率达到19.29mL/g.TS.     

不同糖化玉米秸秆方法发酵乙醇的工艺研究

以玉米秸秆为原料,分别探讨了酶解糖化发酵乙醇和生物糖化发酵乙醇的效果。结果表明:纤维素酶糖化玉米秸秆发酵乙醇的最佳工艺条件为:纤维素酶量1 400 U/g DS,时间60 h,酵母接种量13%,发酵温度35℃。在此条件下,乙醇产率为0.144 g/g。黑曲霉糖化玉米秸秆发酵乙醇的最佳工艺条件:黑曲霉接种量13%,时间60 h,酵母接种量13%,温度35℃。在此条件下,乙醇产率为0.149 g/g。并对两种糖化发酵乙醇的方法进行了比较。     

粪产碱菌对阿魏酸厌氧降解的影响

粪产碱菌在以阿魏酸为唯一碳源的厌氧发酵中培养7 d,阿魏酸的降解率约为70%;研究秸秆厌氧发酵产气（以产气量反应菌群的活性）发现,体系接种5%粪产碱菌后,菌群的活性最强,生物气增量最大,达130 mL,比接种3%和7%粪产碱菌的体系提高85.71%和116.67%;同时体系的产酸效率和阿魏酸的降解率均显著提升,分别比接种3%和7%粪产碱菌的体系提高136%和110.71%以及25%和33.33%。傅里叶红外光谱检测表明：厌氧发酵体系接种5%粪产碱菌后秸秆中木质素、阿魏酸的特征官能团结构被有效破坏。秸秆厌氧发酵体系接入粪产碱菌可以有效降解阿魏酸等木质素降解衍生物、解除木质素及其降解产物对厌氧菌群的毒性同时提高产气效率,具有应用价值。     

秸秆好氧厌氧耦合发酵生产生物饲料——厌氧发酵的初步研究

采用固态好氧发酵和厌氧发酵相结合的工艺来转化玉米秸秆生产饲料 ,主要研究了厌氧发酵阶段菌种的筛选 ,糖蜜浓度和接种量对厌氧发酵过程的影响。考察了各菌的生长曲线 ,pH、乳酸和还原糖等一些生化特性。结果表明 ,除发酵乳杆菌 1 2 0 2 9外 ,其余各菌均适合厌氧发酵 ,糖蜜浓度升高 ,增强厌氧效果 ,5 %的接种量既能启动厌氧发酵。在优化的条件下 ,pH可在 12h内下降到 4 2左右 ,还原糖快速消耗 ,乳酸含量可达 4 %左右 ,菌数达 10 10 个/ g干料     

碱预处理秸秆同步糖化发酵生产丁二酸

研究了碱预处理秸秆及用琥珀酸放线杆菌Actinobacillus sucinogenes同步糖化发酵秸秆生产丁二酸。结果表明:用1.0%NaOH溶液于120℃分别预处理玉米、小麦和水稻3种秸秆2 h,其木质素的脱除率、纤维素与半纤维素的总保留率均在85%以上。以3种碱预处理后的秸秆为原料,在补加纤维素酶与纤维二糖酶的条件下,A.sucinogenes F3-21摇瓶厌氧发酵72 h,产丁二酸浓度分别为30.74 g/L、24.98 g/L和26.57 g/L;在7 L罐中厌氧发酵72 h,丁二酸浓度分别达到40.21 g/L,30.06 g/L和39.07 g/L,每克预处理秸秆产丁二酸分别为0.50g、0.38 g和0.49 g。并用钙盐法对玉米秸秆同步糖化发酵液进行提取,得到纯度为99.98%的丁二酸结晶。说明了玉米、小麦和水稻3种秸杆为原料进行同步糖化发酵生产丁二酸的可行性。     

微贮干玉米秸秆和废弃物单相厌氧共消化产沼气能力分析

以干玉米秸秆和剩余污泥/猪粪作为发酵原料对预处理方式和厌氧消化工艺进行研究,旨在为现代沼气工程稳定运行提供一定的科学依据。以芽孢杆菌和乳酸菌等微生物进行复配对干玉米秸秆进行微贮预处理,研究秸秆微贮前后的组成变化及微生物多样性,在此基础上考察两相和单相厌氧消化对原料发酵沼气产量的影响,最后采用微贮秸秆和剩余污泥/猪粪进行厌氧共消化以进一步提高沼气产率。结果表明,微贮秸秆pH值降低,有机酸浓度提高,纤维素得到有效保护未被降解;微贮原料中乳酸菌为优势菌群;微贮秸秆两相和单相厌氧消化累积沼气产量分别达到292.06和411.46 mL/g TS;微贮秸秆和剩余污泥/猪粪按照比例混合进行单相厌氧共消化,累积沼气产量分别达到500.97和599.39 mL/g TS,为提高干玉米秸秆和剩余污泥/猪粪混合发酵产气量和发酵效率提供参考。     

预处理玉米秸秆发酵生产燃料酒精的研究

本文利用正交试验对玉米秸秆发酵生产燃料酒精的条件进行了摇瓶试验。试验发现,采用管囊酵母SQY-001与 酿酒酵母SQY-002混合菌种发酵生产酒精的最适条件为发酵温度36℃,发酵周期为72h,转速为80～100r/min,纤维素酶用量为 40IU/g底物,管囊酵母与酿酒酵母的接种比例为2:1,并在此条件下得到酒精产率为0.148g/g。     

硝酸盐对畜粪秸秆体系厌氧发酵产沼气的影响

秸秆畜粪体系厌氧发酵过程发生了基质酸化,其pH值在5.2～5.5之间,虽然接种兼性氨化菌(粪产碱菌/苏云金芽胞杆菌)后体系的pH值提高了2.9％～13.6％,但仍在6.0以下.同时添加硝酸钾(2g/L)和氨化菌(接种体积比例为1∶2)厌氧发酵168h的产气量、pH值和挥发性脂肪酸(VFA)浓度分别为350mL、7.12g/L和2.54g/L,比对照组(只添加氨化菌)提高了62.8％、22.8％和降低了13.0％.表明硝酸钾对秸秆畜粪厌氧发酵体系pH影响极为显著,当培养环境中硝酸盐的可获得性不足时,氨化菌并不能被诱导并表现出硝酸盐呼吸的功能,因而其单独使用的缓冲pH效果并不明显.硝酸钾的加入改变了厌氧条件发酵的碳代谢途径,体系VFA的降低显著缓冲了体系的pH值,提高了体系pH值和厌氧菌系的代谢活性,促进了有机物向沼气转化的效率.同时也说明秸秆畜粪厌氧体系产沼气的限制性因子不是体系VFA的生成效率,而是VFA积累到临界浓度以上所造成的过低pH值.本研究为解决秸秆畜粪体系厌氧条件下因“基质酸化”而使沼气产量降低的矛盾提供了一种易行策略.     

多菌种混合发酵玉米秸秆生产微生物油脂的研究

利用绿色木霉、烟曲霉与皮状丝孢酵母共酵玉米秸秆,采用正交试验进行微生物油脂发酵.结果表明,多菌种混合发酵玉米秸秆生产微生物油脂的最佳条件:绿色木霉、烟曲霉与皮状丝孢酵母配比为1:1:1,接种量为l0%,培养温度为28℃,培养时间为7d.在最佳条件下每l00g玉米秸秆发酵产物中可获得1.247g油脂.研究表明,利用多菌种发酵玉米秸秆生产微生物油脂具有一定的可行性.     

餐厨垃圾的加入量对市政污泥厌氧消化的影响

研究了不同餐厨垃圾的加入量对市政污泥厌氧消化的影响,探求市政污泥厌氧消化的最佳工艺。在固含量为18％,接种量为20％的条件下,比较6种不同餐厨垃圾的加入量对市政污泥厌氧消化过程pH值、固含量（Ts）、挥发性有机物含量（VS）、日产气量、累积产气量的影响。结果表明,市政污泥与餐厨垃圾混合比例为40：60时,产气效果最佳,整个过程累积产气量为13289ml,物料固含量去除率为32．89％,挥发性有机物降解率为58．05％;市政污泥与餐厨垃圾混合消化比市政污泥单独消化相比。产气量和降解率都提高了,并且具有更好的系统稳定性。     

高产SOD酵母菌的诱变选育及发酵条件研究

用紫外线诱变酿酒酵母B094原生质体，得到1株SOD含量较高的菌株BUV094，其SOD含量为720U／g湿菌体。用正交试验及单因了条件试验对该突变株进行培养基组成及发酵条件的研究，结果表明：其最佳培养基组成为葡萄糖2％，蛋白胨1％，酵母膏1％，7Be麦芽汁9％（V／V），CuSO475mmol／ml，ZnSO425mmol／ml；最佳培养条件为：初始pH5．5，摇瓶装量为75ml／500ml三角瓶，接种量为15％，培养时间24h。在此条件下，该菌细胞生物量为5．39g／100ml，SOD含量为1024U/g湿菌体，SOD产量为5520U／100ml，SOD产量较出发菌株提高103％。     

玉米秸秆/聚苯胺复合吸附剂对弱酸性红B染料废水的处理

以苯胺、玉米秸秆为原料制备玉米秸秆/聚苯胺复合吸附剂,考察其对弱酸性红B模拟染料废水的处理应用性能,并与秸秆、聚苯胺进行吸附性能对比试验。研究结果表明:在弱酸性红B染料0. 05 g/L,吸附剂0. 2 g/L,p H值为4. 5,吸附时间40 min的条件下:无电解质时脱色率达到98. 2%,含有氯化钠10 g/L时,脱色率可达到93. 4%。聚苯胺的吸附能力远高于秸秆,秸秆/聚苯胺略高于纯的掺杂聚苯胺的处理效果。     

稀酸水解玉米秸秆两步发酵联产纤维素乙醇和氢气

构建了玉米秸秆两步发酵联产乙醇-氢气体系,系统考察了多种脱毒方法对秸秆稀酸水解物发酵生产乙醇和氢气的影响,探讨了秸秆的降解机理。结果表明:当以稀酸水解玉米秸秆时,采用离子交换树脂吸附结合真空旋转蒸发对玉米秸秆稀酸水解液进行脱毒处理效果最好,乙醇和氢气的最大产量分别为131.1 mg/g TS和44.6 mL/g TS,其秸秆的能量回收率为33.2%。玉米秸秆经稀酸处理后绝大多数半纤维素被降解用于发酵生产乙醇,而天然产氢微生物具有直接降解纤维素发酵产氢的能力。