构树与不同生物质废弃物混合厌氧发酵产气性能研究

在温度(55±1℃)和总挥发性固体浓度(2%)为固定参数,碳氮比(C/N)为可变参数的条件下,研究了构树和牛粪、餐厨垃圾、水稻秸秆分别进行混合发酵的产气性能。研究结果表明:与单一发酵相比,混合发酵均能提高甲烷产量,当构树与餐厨垃圾混合物的C/N为20时,可获得最高的累积产甲烷量(411.71 mL/g),比构树和餐厨垃圾单独发酵时的累积产甲烷量分别提高了45.45%和12.61%;构树与餐厨垃圾、牛粪、水稻秸秆进行混合发酵时,原料之间均存在协同作用,其中,构树与水稻秸秆在C/N为15的条件下进行混合发酵时,协同指数最高,为18.69%;构树与不同废弃物的混合厌氧发酵过程符合修正Gompertz方程(R~20.97),可用该拟合方程模拟混合厌氧发酵过程。     

不同条件下餐厨垃圾厌氧发酵产沼气状况分析

餐厨垃圾具有水的质量分数高、易腐烂、富含油脂和有机质等特点,对餐厨垃圾处理不当会对人类生产生活造成极大危害.结合餐厨垃圾的特点提出高温厌氧发酵处理,对不同条件下(温度、水的质量分数、接种率)餐厨垃圾厌氧发酵产沼气过程进行了实验研究.通过对实验数据的分析,得出:不同条件下餐厨垃圾中水的质量分数对其厌氧发酵产沼气过程的日产气量、产气速率、产气稳定性等指标的影响较大,接种率的影响次之,温度的影响最小.     

厌氧消化处理餐厨垃圾的工艺研究

在分析餐厨垃圾的性质和现有处理技术基础上，着重分析了湿式厌氧发酵工艺处理餐厨垃圾的适应性和特点，并根据餐厨垃圾的组成特性和湿式厌氧发酵反应的要求．研究了适用于餐厨垃圾的湿式厌氧发酵工艺，该工艺通过对原料处理罐（备料罐）和发酵反应器的精心设计，保证了发酵反应的顺利进行和发酵后腐熟质的质量，实验室试验表明产气率可达0．520m^3／kg．VS。     

餐厨垃圾中温厌氧发酵接种污泥的驯化研究

研究不同投料方式对餐厨垃圾中温厌氧发酵接种物产气活性的影响,探求餐厨垃圾中温厌氧发酵接种物的最佳驯化方法。在37℃条件下,采用不同投料方式对厌氧污泥进行驯化作为餐厨垃圾厌氧发酵的接种物,分析驯化过程中污泥pH值和SCOD浓度的变化,并用驯化后污泥作为接种物对餐厨垃圾进行中温厌氧发酵处理,研究不同驯化方式对餐厨垃圾产气特性的影响。结果表明:污泥经过添加一定量的餐厨垃圾驯化培养后,产气活性有所提高,其中每天投2.5 g实验物料(厌氧污泥接种体占0.5%),培养20 d后的接种体中生物活性最高,平均产气效率达179.5 mL/d,甲烷气体浓度为59.8%,最终降解率为75.5%。     

餐厨垃圾沼气热电联产经济分析

餐厨垃圾是典型的高有机质、高水分及高盐分废弃物,危害性和资源可利用性并存。若不能正确处理,极易腐烂变质甚至传播细菌和病毒。青岛某公司为实现餐厨垃圾无害化处理,采用高温湿式单相连续厌氧发酵热电联产技术,探索将餐厨垃圾转化为生物柴油、燃料酒精、沼气、有机肥、土壤改良剂和饲料添加剂等物质的有效方法,同时实现了废弃物的减量化、无害化以及能源化。文中结合该公司实际现状,探讨厌氧发酵技术在餐厨垃圾处理方面的潜力和优势,为餐厨垃圾的无害减量化处理找到更好的发展方向。     

餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究

以校园餐厨垃圾为原料,分析测定了早餐、午餐和晚餐餐厨垃圾的总固体(TS)、挥发性固体(VS)、碳水化合物、蛋白质、脂肪含量以及无机盐离子浓度,并通过批式厌氧发酵试验对3种餐厨垃圾的厌氧消化性能进行了对比研究。结果表明,早餐餐厨垃圾特性与午餐/晚餐餐厨垃圾差异较大,Na+,Ca2+和Cl-含量高于后两者。餐厨垃圾不同特性对其厌氧消化产气及有机物去除率都有一定影响,早餐、午餐和晚餐餐厨垃圾的累积甲烷产量分别为212.2,331.6和362.4 ml/g,早餐餐厨垃圾产气量比午餐和晚餐餐厨垃圾分别低36%和41.4%,其中Cl-含量高可能是造成其产气量低的主要原因。     

餐厨垃圾厌氧发酵产沼气潜力及其动力学研究

采用全自动甲烷潜力测试系统(AMPTS)考察中温(37℃)和常温(25℃)条件下餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的潜力,同时建立其动力学模型。研究结果表明:相比于常温,中温下餐厨垃圾厌氧发酵日甲烷产量峰值提高116.8%,累积甲烷产量提高143.9%,且产气周期缩短,物料降解率提高;利用Cheynoweth方程对中温厌氧发酵产甲烷过程进行动力学分析,所建模型相关系数R20.95,拟合结果与试验数据较为接近,说明Cheynoweth方程能够较好地反映餐厨垃圾产甲烷的规律。研究结果为餐厨垃圾厌氧发酵处理提供设计和运行依据。     

混合厌氧发酵产沼气研究进展

混合厌氧发酵将难处理的秸秆、餐厨垃圾和动物粪便等充分利用起来产沼气,为废弃物的回收利用提供了一个变废为宝的重要途径。介绍了混合厌氧发酵的底物类别,介绍了国内外的研究进展,重点阐述了碳氮质量分数比、营养元素、微生物,以及其他因素对混合厌氧发酵的影响,并对混合厌氧发酵的研究和应用进行了展望。     

餐厨垃圾处理技术研究

综述了餐厨垃圾的主要特征。从能源可持续发展和资源化利用的角度,重点介绍了物理法处理、好养堆肥、厌氧发酵和饲料化处理等技术的原理和优缺点。介绍餐厨垃圾资源化利用的研究进展,提出资源化处理的技术瓶颈。     

餐厨垃圾处理技术研究

综述了餐厨垃圾的主要特征。从能源可持续发展和资源化利用的角度,重点介绍了物理法处理、好养堆肥、厌氧发酵和饲料化处理等技术的原理和优缺点。介绍餐厨垃圾资源化利用的研究进展,提出资源化处理的技术瓶颈。     

生物质气化技术面临的挑战及技术选择

生物质气化可实现低品位生物质能的深层次利用,不同地区、不同行业有不同的能源需求和产业结构,应合理选择生物质气化技术。固定床气化技术针对的是中小规模应用,该技术存在的问题包括焦油含量高、规模小、机械化和自动化程度较低、发电效率低等。流化床气化技术针对的是中等及以上规模应用,目前需要解决的问题是热效率低,发电效率低,需要开发高气化效率和无焦油的燃气型气化炉、低热值燃气轮机、高效燃气净化系统,以便采用BIGCC技术。沼气技术是一项生物质综合高效清洁利用的多联产工艺,目前急需开发高效高浓度厌氧消化的沼气发酵工艺和配套的集成设备,培育和筛选高效沼气发酵微生物菌群,简化沼气净化工序,解决沼液、沼渣的利用难题等。生物质快速热解技术是一种高温处理过程,其最大的优点是产物生物油易于储存运输,不存在产品规模和消费的地域限制问题。从工艺特点、经济效益和规模化生产来看,沼气技术更适合处理高含水的养殖业粪便,快速热解技术更适合农作物秸秆的规模化转化,燃气型气化技术更适合社区生活垃圾和农林产品加工废弃物的处理。     

多元原料混合发酵制备沼气技术研究进展

目前,我国沼气的发酵原料主要是禽畜粪便和农作物秸秆,随着厌氧发酵技术的发展,更多种类废弃物也逐步受到人们的关注。有机废弃物沼气化利用在我国生态文明建设中有着重大意义。论文综述了我国生物质资源,如禽畜粪便、农作物秸秆、农产品加工废弃物、市政有机废弃物和能源作物的特性和作为沼气发酵原料的优缺点,比较了这些原料的沼气生产潜力,探讨了混合原料发酵技术及重要的几种沼气发酵外源添加剂。     

勿忘我花杆发酵产沼气潜力的实验研究

为研究勿忘我花杆的产沼气潜力和特性,实验设计对照组（120 mL接种物）和实验组（120 mL接种物 + 27 g勿忘我花杆）,在30℃恒温条件下,采用全混合批量式发酵工艺,进行厌氧发酵产沼气的实验。结果表明,实验组沼气发酵历时36 d,净产气量为1 650 mL,计算得出勿忘我花杆的产气潜力为359 mL/(g•TS),393 mL/(g•VS)。     

The utilization of acid-tolerant bacteria on ethanol production from kitchen garbage

In order to achieve ethanol production from kitchen garbage under non-sterilized fermentation, the acid-tolerant Zymomonas mobilis named GZNS1 was selected and applied in the fermentation system. Ethanol production from kitchen garbage under non-sterilized fermentation with GZNS1 was proved to be feasible. The utilization of control strain and acid-tolerant strain under different conditions demonstrated that the sequence of ethanol yield was followed: sterilized garbage with control strain inoculated under pH of 6 (52 g/L) ≈ sterilized garbage with GZNS1 inoculated under pH of 4 (48 g/L) > non-sterilized garbage with GZNS1 inoculated under pH of 4 (46 g/L). Furthermore, the distillery waste during fermentation was adopted to recycle fermentation and acquired 50 g/L ethanol, higher than those adjusted with tap water. The utilization of acid-tolerant bacteria combing with the utilization of distillery waste associated with the process can increase ethanol production, save energy and reduce the cost of ethanol production.     

Lactic acid recovery from fermentation broth of kitchen garbage by esterification and hydrolysis method

Kitchen garbage was utilized to produce lactic acid (LA) to reduce the corresponding cost. The whole process for pure LA production involved fermentation, esterification and hydrolysis. Kitchen garbage could produce 47.9 g L^?1 LA with pH adjusted with ammonia to 6–7. Then the fermentation broth was concentrated by water evaporation, the ammonium lactate inside was esterified with the butanol to produce butyl lactate. Proper catalyst was studied to improve esterification rate, a cation-exchange resin modified by FeCl₃ as a catalyst was proved to be effective. The esterification yield of ammonium lactate (NH₄LA) could reach 96%. Pure LA was hydrolyzed from the obtained butyl lactate in presence of a cation-exchange resin in the H⁺ form as a catalyst. The catalyst for hydrolysis could be regenerated and reused to save the cost. LA production from the kitchen garbage could not only save cost, but also solve the pollution problems of kitchen garbage.     

温度和pH值对餐厨垃圾和牛粪混合厌氧发酵的影响

通过序批式厌氧发酵,以产气量、产甲烷量、厌氧发酵过程中pH值以及有机物降解程度为指标,研究了不同温度、不同初始pH值对餐厨垃圾和牛粪混合厌氧发酵的影响。试验结果表明,温度为50℃时,厌氧发酵效果最佳,其单位产气量(以VS计)为722.98 mL/g,甲烷体积分数最高达62.73%.,有机物去除率为67.5%;初始pH值为7时,厌氧发酵效果最佳,其单位产气量(以VS计)为618.23 mL/g,甲烷体积分数最高达62.4%,有机物去除率为66%。     

Household biogas use in rural China: A study of opportunities and constraints

As a renewable energy, biogas is not only an important part of the development of rural new energy, but also an important aspect of sustainable development in China. The development process and present status of household biogas, specifically the opportunities and constraints of household biogas in rural China, are discussed in this paper. Only about 19% of the biogas potential has been utilized in rural China. There are several opportunities for household biogas development in rural China, including the problem of rural household energy consumption, the availability of biogas fermentation materials, national financial subsidies, legal and international clean development mechanisms. Also, more research needs to be done in straw fermentation and cold fermentation technology. Training should be conducted to raise the level of biogas customers in comprehensive biogas utilization. Measures should be taken to improve the follow-up services and management of biogas plants. The information presented in this paper will be helpful not only to the sustainable development of household biogas in rural China, but also to the development of biogas in similar countries around the world.     

分散原料沼气集中供气运行分析

我国规模化沼气工程存在原料单一、产气率低、装备落后等技术瓶颈,西南地区沼气原料来源分散、成分复杂,因此需要开发新的多种原料混合发酵的新模式来提高沼气工程厌氧消化效率。本工程通过全混式厌氧发酵两级工艺共同厌氧消化如秸秆和畜禽粪便等分散原料,形成新的沼气和发酵剩余物利用模式。结果表明,在30 d稳定运行期间,600 m³厌氧发酵罐每天可消纳猪粪7.9 t、浓污水8.2 t及农作物秸秆0.2 t,日产气量为900 m³,混合原料发酵的容积产气率达1.5 m³/(m³∙d)。     

沼气微氧发酵过程硫转化及微生物群落

以水稻秸秆与猪粪为原料,探究微氧发酵过程中S元素的转化与微生物群落特征以及通氧量的影响。结果表明,厌氧发酵过程中原料的S元素约有65.7%转化为H2S进入沼气,19.0%进入发酵后的沼液,15.3%残留在沼渣中。微氧条件下,沼液中S2-的浓度(100 mg/L)远低于厌氧条件的250 mg/L,约71.8%的S元素转化为H2S然后被氧化成为S单质和少量SO42-。H2S去除效率随通氧量的增大而增大,当通氧量为11.85 L/m3沼气时,约96%的H2S被氧化脱除。根据高通量测序结果,与厌氧发酵相比,在微氧条件下,沼液中微生物多样性仅有轻微变化,比较稳定;硫氧化菌明显增多,而产甲烷菌无明显变化。较高浓度硫氧化菌的存在,有利于沼气中H2S的及时转化,可减轻H2S对产甲烷菌活性的抑制,从而促进厌氧发酵的进行。