玉米秸秆产生物燃气及其微生物群落解析

为研究玉米秸秆产沼气及其发酵过程中微生物群落变化,以预处理后的玉米秸秆为原料,采用10 L厌氧反应器进行批式中温发酵产沼气。同时取样利用454焦磷酸测序法测定发酵过程中微生物群落的变化。结果表明：该系统启动迅速,在第3 d就达到产气高峰7.78 L,料容产气率为0.97 L·L^-1·d^-1,46 d原料沼气产率和甲烷产率分别为236.84 ml·（g VS）^-1和132.23 ml·（g VS）^-1。454焦磷酸测序及分析表明系统中古菌主要为甲烷微菌纲（Methanomicrobia,占总OTU的89.63%）,其次为热原体纲（Thermoplasmata,8.51%）古菌。发酵系统中共有22～29个细菌门,其中优势菌群为拟杆菌门（Bacteroidetes,平均含量46.07%）、变形菌门（Proteobacteria,平均含量20.51%）和厚壁菌门（Firmicutes,平均含量13.09%）。玉米秸秆沼气系统微生物群落结构的阐明可为秸秆沼气工程调控提供科学数据。     

填料吸收塔内乙醇胺溶液吸收CO2增强因子

醇胺溶液吸收CO₂是沼气提纯领域重要的研究课题。在实验填料吸收塔中,以NaOH水溶液吸收低浓度CO₂的实验结果估算了填料的有效相界面积,建立了乙醇胺（MEA）溶液吸收高浓度CO₂增强因子的数学模型,并从数学模型和实验的角度研究了MEA浓度、进气流率、CO₂浓度等工艺参数对MEA吸收CO₂增强因子的影响。结果表明,增强因子数学模型计算值与实验值能够良好吻合,MEA吸收CO₂化学反应增强因子随进气CO₂浓度增加而降低,随MEA浓度增加而增加,随进气流率增加而减小。     

我国生物燃气高效制备技术进展

本文从发酵原料拓展、预处理和厌氧消化工艺等三个方面对我国生物燃气高效制备领域的最新研究成果进行了介绍与评述。重点介绍了高固体浓度、固态、两相、混合发酵等4种高效厌氧消化工艺;鉴于我国正处于生物燃气产业化发展初期,从生物燃气高效制备技术方面对今后的研究重点给出建议。     

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.     

白芸豆豆渣发酵产生沼气潜力的研究

该实验检验不同用量的白芸豆豆渣产生沼气的潜能,以探讨芸豆豆渣作为能源材料的可能性.采用不同质量的豆渣,在(35±1)℃恒温条件下进行厌氧发酵实验,每天记录产气量并通过观察气体燃烧情况判断所产气体中的甲烷含量.发酵持续52d.豆渣浓度为60g/1500mL的发酵组产气量比30g/1500mL和45g/1500mL的发酵组产气量大,白芸豆豆渣的产气效率达到596mL/g TS.实验结果说明,和其他材料相比,白芸豆豆渣产气效率较高,因此白芸豆豆渣可以作为一种新的能源物质利用.     

真空变压吸附沼气净化过程的仿真研究

真空变压吸附(VPSA)是一种气体分离技术,该技术运用在沼气净化过程还存在较多的问题,针对该过程吸附塔出口浓度出现的浓度峰问题,运用线性推动力模型(LDF)与Langmuir等温方程对其建立了数学模型,模拟分析了缓冲罐中杂质浓度对吸附步骤出口浓度的影响。结果表明:相同吸附时间下,随着吸附压的降低,二均降结束时会有更多的杂质进入缓冲罐,而缓冲罐中的杂质又会通过一均升步骤进入吸附塔,最终使得吸附步骤出口浓度曲线出现波峰,从而影响了吸附塔出口CH₄含量。通过模型的分析,吸附时间随着吸附压不断降低而缩短,可以有效控制杂质进入缓冲罐,从而使吸附塔出口CH₄含量提高。     

沼气脱硫技术研究新进展

硫化氢是沼气以及一些工业气体中的有害成分,它不但可以导致管道和设备的腐蚀,而且还会危及人们的健康。随着人们对资源与环境问题的透彻认识,在微生物学以及电解电化学领域里不断地研究,新一代的脱硫技术已经逐步代替传统的脱硫技术,并通过利用生化氧化法以及铁盐混合物氧化法除去并回收沼气中硫化氢,将沼气中的硫化氢的转化为可利用资源。     

农村户用沼气建设现状及对策研究

以那坡县为例,论述了百色市那坡县农村户用沼气建设现状,分析发展沼气工程所取得的成效以及目前存在的问题,并在此基础上提出了相应对策及建议。     

Enhancement of animal waste biomethanation using fruit waste as co-substrate and chicken rumen as inoculums

This work investigated the effects of co-substrates (orange, mango, and pineapple wastes) and inoculums (chicken rumen), pH, and total solid (TS) content on animal waste (cow dung, pig dung, poultry droppings) for efficient and high biomethane production. The biomethanation experiments were carried out in five different 1.5 L anaerobic digesters and incubated for 10 weeks. The results showed that co-digestion of animal wastes with fruit wastes and inoculums (additives) increased biomethane yield and reduced the startup time for biomethane generation as compared to animal wastes alone. In addition, cumulative biomethane yield increased with increase in pH while it decreased with increase in TS content.     

厌氧发酵制备生物燃气过程的物质与能量转化效率

以稻壳为原料,采用批式中温(35℃±1℃)厌氧发酵工艺研究了稻壳厌氧发酵制备生物燃气的产气性能,在此基础上结合物质流分析方法分析了发酵过程中C、N元素的分布情况以及物质与能量的转化效率。研究结果表明稻壳厌氧发酵制备生物燃气过程的产气率和产CH₄率分别为297.41和164.40 ml·(gVS_RH)^-1,平均CH₄含量为55.28%;C元素流向分布:30.7%生物燃气,6.4%沼液,62.9%沼渣;N元素在剩余物中的流向分布:63.2%沼液,36.8%沼渣;稻壳厌氧发酵制备生物燃气的物质转化效率和能量转化效率分别为30.0%和33.7%。本研究为农业加工废弃物的资源管理和能源化利用提供了理论依据。