沼气工程技术在滇东北农村生态环境治理中的应用

在乡村振兴背景下,滇东北地区农村生态环境问题是当下农村发展中亟须解决的问题。沼肥作为一种优质的有机肥,可以有效缓解化肥、农药过量施用造成的农业面源污染问题。本文分析了滇东北农村生态环境存在的主要问题,综合利用沼气工程技术的优势,提出农村生态环境治理对策,并对沼肥种植技术的综合效益进行了分析,以期为农村地区合理利用资源、整治环境污染、促进绿色发展、优化生态环境提供参考。

蔬菜废弃物厌氧消化中搅拌工艺优化的研究

为了优化蔬菜废弃物厌氧消化工艺,以白菜的废弃物为原料,采用批量厌氧消化工艺,设置不同搅拌频率(静置、间歇搅拌、连续搅拌)的3个实验组,在35℃±1℃的条件下厌氧消化。实验证明:间歇搅拌组累计产气量最多,能源产出指数最高,搅拌效果较好。证明间歇搅拌能同时平衡搅拌效果和经济性;间歇搅拌可防止沉淀、泡沫、结壳或浮层的形成,并促进沼气从基质中释放。这一结果可为蔬菜废弃物厌氧消化工程的搅拌工艺优化提供参考。

蓝藻泥浓度对其厌氧发酵产挥发性脂肪酸的影响

采用不同浓度蓝藻泥进行厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)试验,发现加入蓝藻泥后乙酸占比增多,但丙酸占比下降,对其他酸影响不大;蓝藻泥浓度为20%(w/v)时产VFAs最多,达4.10 g/L;蓝藻泥浓度越高,产酸越多,pH下降越明显,蓝藻泥浓度为20%(w/v)时,pH下降2.12;发酵前后总固体(TS)、挥发性总固体(VS)和溶解性蛋白质显著下降,但溶解性碳水化合物、SCOD和氨氮浓度上升,表明产酸细菌更倾向于利用蛋白质生成VFAs.

云南省果林修剪枝条资源评估及生物质能潜力分析

以2010—2020年果林修剪枝条及45个水果种植(柑橘、石榴、苹果、梨和葡萄)主要优势县(市、区)为研究对象,利用果林修剪系数及折标煤系数,测算云南省果林修剪资源量,估算生物质燃料潜力,解析其时空分布特征。结果表明:2010—2020年云南省果林修剪枝条资源总量呈上升趋势,枝条年均修剪用量为152.27万t,不同区域之间果林修剪枝条资源量差异明显;2020年云南省果林修剪枝条资源量为261.75万t,其中超10万t的县(市、区)6个,5万~10万t的县(市、区)份有8个,低于5万t的有31个;将枝条制成颗粒燃料折算成标准煤,年均量为91.80万t,标准煤折算成天然气和发电量,年均量分别为69.03亿m^(3)和74.72亿kW·h,其产生的年均潜在价值为41.84亿元。云南省果林修剪枝条能源化潜力巨大,发展生物质燃料的资源禀赋条件优异,具备产业化发展生物质颗粒燃料的资源基础。

蔬菜废弃物沼液对土壤性质和生菜品质的影响

比较了不同比例的蔬菜废弃物沼液配施化肥对土壤性质和生菜品质的影响.结果表明:施用沼液后土壤的孔隙率、总氮含量、有机质含量、速效磷、速效钾和pH均升高,提升的幅度大体上随沼液用量的增大而增大;蔬菜废弃物沼液能增加生菜的鲜重,同时可以使生菜的总糖、还原糖和维生素C含量增加,沼液与化肥配施比单独施加沼液的效果好.

CSTR处理低浓度豆腐废水的启动研究

为探究全混合式(CSTR)反应器处理豆腐废水的启动实验,在常温条件下对自行设计的CSTR反应器进行了相关实验。结果表明:在启动后的运行时间30 d后,进水COD为3500 mg·L^(-1),水力滞留时间为10 d,COD去除率达到了99.51%,池容产气率达到了0.46 L·L^(-1)d^(-1),甲烷的质量分数达到60.69%。所以,对CSTR高效厌氧反应器的低浓度废水启动方式是可行的,对原豆腐废料的降解方式也是可行的,为今后对CSTR高效厌氧反应器的设计应用提供了一种新型启动方式。

秸秆栽培双孢蘑菇的现状分析

秸秆栽培双孢蘑菇的研究旨在实现资源的有效利用,改善农田环境,减少对化学农药的依赖,提高土壤质量,同时为居民提供新的就业和营养来源,促进当地经济发展。本文对以莜麦秸秆、玉米芯、玉米秸秆、小麦秸秆、棉秆、五节芒、胡麻秸秆、烟秸秆等为主料栽培双孢蘑菇的运用方案进行了归纳,通过比较报道的产量数据提供了适宜的秸秆培养料配方。混合秸秆为主料时,稻草和麦秸混合最优。对于玉米、麦田、烟草、棉花的主产区,建议秸秆就地利用栽培双孢蘑菇。同时,通过对秸秆栽培双孢蘑菇的可持续发展提出一些构想,为推动农业可持续发展提供理论参考。

基于CiteSpace的蓝藻厌氧处理研究文献计量和可视化分析

采用CiteSpace软件对近22年来中国知网(China national knowledge infrastructure,CNKI)和Web of Science(WOS)数据库中收录的有关蓝藻厌氧处理方向的文献,进行了年度发文量、作者、机构、国家、关键词共现、突现、聚类等可视化分析。通过人工剔除不相关文献,共筛选出339篇有效文献。蓝藻厌氧处理研究从2007年开始,但近几年学者对该领域关注度不高,该领域进入新的瓶颈期。其中,中国和美国学者是此领域重要的研究力量。中国是发文量最多的国家,中国科学院是发文量最多的机构;研究热点集中于蓝藻的厌氧消化、产沼气潜力、资源化利用、预处理、藻毒素的降解、与其他物质共消化以及用微藻为原料生产可再生能源。认为在双碳目标的大背景下,蓝藻厌氧处理有广阔的发展前景,厌氧发酵产酸很可能成为新的研究热点。通过可视化的方式解析了蓝藻厌氧处理研究发展态势,提出了未来重点研究方向,可为水体富营养化控制与可持续发展的提供重要的理论基础。

改进型CSTR处理豆腐废水的实验研究

采用改进型连续搅拌釜反应器(CSTR)在35℃下对豆腐废水进行了厌氧消化,设置水力滞留时间(HRT)分别为26、17、13 d和8 d,探究不同有机负荷下豆腐废水的厌氧消化特性.结果表明:日产气量随着HRT的缩短而增加,平均甲烷含量在HRT为26 d达到51.06%后,随着反应的进行最后升高至56.00%.

嵩明县蔬菜种植现状分析

深入分析了当前嵩明县蔬菜种植状况,包括农业条件、种植规模和结构以及面临的主要挑战,如农药化肥使用、设施农业发展、基础设施和供应链限制,以及环境和可持续性问题。提出了发展策略,包括沼肥替代化肥、技术创新、基础设施提升和可持续环保政策,旨在促进嵩明县蔬菜产业的可持续发展。

氯化胆碱类低共熔溶剂对木质纤维素分离及其利用的研究进展

为了去除木质纤维素固有复杂抗性结构,实现木质纤维素原料的高效利用,研究人员不断开发新的木质纤维素预处理技术。低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)作为一种绿色溶剂,具有成本低、制备简单、热稳定性好、可设计性等优势,在促进木质纤维素原料预处理、原料酶解转化方面有着较好的应用潜力,得到了研究者们的广泛关注和认可。本研究在查阅国内外研究现状和研究成果的相关报道基础上,综述了氯化胆碱DESs的合成及性质,预处理木质纤维素的作用机理,对木质纤维素酶解效果及转化为生物乙醇的相关研究,指出不同氢键供体、不同的预处理条件对原料的木质素去除率及葡萄糖产量有很大影响,认为DESs预处理木质纤维素极大提高了后续纤维素酶解过程的糖化率,并对DESs预处理机理、循环使用、工艺参数优化方面提出了展望。

新工科与“双碳”背景下“生物质能工程”课程教学改革探索

在新工科建设和“双碳”目标的大背景下,“生物质能工程”课程作为可再生能源类专业核心课程,对培养新时代新能源复合型人才具有重要的意义。但是目前的教学仍存在着教学内容老旧、实践教学不足、教学/考核模式单一等问题。因此,本教学团队根据新工科建设的要求,结合新能源学科的特色,重新制定了课程目标,增加了实践教学内容和思政教学,并实施“翻转课堂+自主学习”的新型教学方式,进行过程性多元评价,充分提高学生参与度和积极性,改革初见成效。

8种中药水提液对尖孢镰刀菌的抑制效果

为减少三七根腐病的发生,尝试采用8种中药(姜黄、茵陈、金银花、马齿苋、黄芩、紫花地丁、黄连、黄柏)水提液对三七根腐病原菌中尖孢镰刀菌进行抑制,采用二倍稀释法测定8种中药对尖孢镰刀菌的最小抑菌浓度,采用生长速率法测定中药水提液对尖孢镰刀菌的抑菌活性。结果表明:8种中药水提液对尖孢镰刀菌均有抑制效果,其中,金银花水提液对尖孢镰刀菌的抑菌效果最佳,最大抑菌率可达75%,EC50最小,为5.55 mg/mL;黄连、金银花、黄芩对尖孢镰刀菌的MIC≤1 mg/mL,说明其对尖孢镰刀菌的有效起始抑菌浓度较低。

蒸汽爆破玉米秸秆厌氧消化产气特性研究

采用批量式厌氧反应装置,在中温(35±1)℃的条件下,探究蒸汽爆破处理后玉米秸秆厌氧消化产气特性.结果表明:在接种物量为30%的情况下,累积产气量为2239 mL,原料产气率为361 mL/g,TS产气率为393 mL/g,VS产气率为519 mL/g,水力滞留时间为18 d.

4种蔬菜废叶批量发酵产沼气的研究

以叶菜类大白菜、甘蓝菜、生菜和油麦菜废弃物为发酵原料,在35±1℃的条件下,通过测定厌氧消化过程中的产气量、甲烷含量、总固体含量、挥发性固体含量各项指标,对4种单一蔬菜废弃物及4种不同配比的蔬菜废弃物的沼气发酵产气特性和规律进行研究。结果表明:经过30 d的发酵周期,单一蔬菜废弃物和混合蔬菜均是较优的发酵原料,其中产气潜力最优的是混合蔬菜组中的大白菜和甘蓝菜质量比为1∶1的实验组5,其原料产气率、TS产气率和VS产气率分别为50、761和1035 mL/g;以单一蔬菜废弃物大白菜为原料的实验组1产甲烷潜力最低,平均甲烷含量及累积产甲烷量分别只有44.54%和616 mL。该实验结果对蔬菜废弃物的工程应用和缓解今后的能源紧缺具有重要意义。

云南高原湖泊蓝藻的产沼气潜力研究

采用批量式发酵工艺,在(35±1)℃对云南杞麓湖和星云湖中的蓝藻进行厌氧消化;结果显示,杞麓湖和星云湖的蓝藻均可作为沼气发酵原料;与平原湖泊蓝藻相比,高原湖泊蓝藻具有更高的厌氧消化产气潜力.

4种生长环境的巨菌草沼气发酵产气特性研究

巨菌草是一种优质高产的作物,用来发酵产沼气的潜力巨大。分别以阳台、焦地、水地和旱地4种生长环境下的巨菌草为研究对象进行厌氧消化。在中温(35℃±1℃)的条件下,采用批量式发酵工艺,对其产气特性和有机质含量变化与厌氧消化之间的关系进行分析。试验结果表明:巨菌草是一种较佳的发酵原料,阳台、焦地、水地和旱地巨菌草的原料产气率分别为616 mL·g^(-1)、680 mL·g^(-1)、769 mL·g^(-1)和643 mL·g^(-1);TS产气率分别为734 mL·g^(-1)、748 mL·g^(-1)、836 mL·g^(-1)和699 mL·g^(-1);VS产气率分别为816 mL·g^(-1)、901 mL·g^(-1)、1032 mL·g^(-1)和813 mL·g^(-1);将纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、粗脂肪、总糖、低聚糖、还原糖和淀粉在整个发酵周期中的降解情况与产气潜力进行对比可知,有机质和糖类含量的变化对厌氧消化产气性能的影响较大,提高有机质去除率可以改善原料的厌氧消化产气性能。对4个实验组的巨菌草累积产气量曲线运用一级动力学Modified Gomepertz方程进行拟合,分析出4种不同生长环境原料消化周期中的产沼气规律,得出实验组的实际累积产气量均接近于理论累积产气量。试验结果对巨菌草的工程应用与筛选巨菌草作为沼气发酵原料和缓解今后的能源紧缺具有重要意义。

平菇菌渣厌氧消化产气潜力

为了拓展厌氧消化原料的来源,以平菇菌渣为研究对象进行沼气发酵试验.在中温(35±1)℃条件下,采用批量式发酵工艺,对其产气特性及有机质含量变化与厌氧消化之间的关系进行分析.试验结果表明,平菇菌渣是一种较佳的发酵原料,其原料产气率为464 mL/g、TS产气率为619 mL/g、VS产气率为720 mL/g.在沼气发酵过程中,纤维素、半纤维素、木质素、粗脂肪、粗蛋白、总糖、低聚糖、还原糖和淀粉均不同程度的发生降解,其中纤维素和低聚糖的降解率远高于其他有机质,纤维素几乎全部降解,低聚糖降解率达到了90%以上.该试验结果为平菇菌渣的无害化、资源化利用提供理论研究基础和数据支持.

L-天冬氨酸离子液体联合猪胰脂肪酶催化油酸酯化工艺

为绿色高效制备生物柴油,利用L-天冬氨酸离子液体([Asp]HSO4)联合猪胰脂肪酶催化油酸制备油酸甲酯,采用单因素实验探究了反应时间、醇酸物质的量比、[Asp]HSO4用量、猪胰脂肪酶用量和反应温度对转化率的影响,在此基础上,采用正交实验进行优化,得到[Asp]HSO4联合猪胰脂肪酶催化油酸酯化反应的最优工艺条件为[Asp]HSO4用量6%、醇酸物质的量比5.5∶1、猪胰脂肪酶用量4%、反应时间21 h、反应温度45℃,在此条件下转化率可达91.91%。[Asp]HSO4可降低甲醇和温度对猪胰脂肪酶催化活性的影响,对猪胰脂肪酶催化油酸酯化具有协同效应。

厌氧发酵过程中辅酶F_(420)浓度与产甲烷能力关系探究

以玉米酒精废醪为实验对象,采用批量式装置在37℃和27℃下进行厌氧发酵,探究厌氧发酵产沼气过程中辅酶F_(420)浓度与产甲烷能力的关系.结果表明:废醪在37℃下的产气情况优于27℃;37℃发酵体系的污泥中辅酶F浓度明显高于27℃的浓度;在发酵过程中,甲烷含量以及产量随辅酶F_(420)浓度的升高而升高,对甲烷产率和辅酶F_(420)浓度进行拟合,发现辅酶F浓度与甲烷产率之间存在良好的线性关系.