秸秆干发酵沼气增产研究

研究了复合菌剂预处理秸秆和添加沼气发酵促进剂对秸秆干发酵的影响.结果表明,秸秆经菌剂预处理后的产气量比不加菌剂预处理(对照)提高29.54%;在菌剂预处理过的秸秆中加入促进剂,其产气量比对照提高35.28%,比单纯菌剂预处理提高4.43%.另外,菌剂预处理过的秸秆的TOC降解率和纤维素降解率分别比对照高136.32%和47.68%;秸秆经菌剂预处理后再添加促进剂的TOC降解率、纤维素降解率分别比对照高169.58%和49.62%,比单纯菌剂预处理高14.07%和3.36%.

提高沼气产量的外源添加物筛选研究

目前,大部分农村沼气池存在着沼气产量不高的问题,而一些外源添加物可以通过加速厌氧发酵的水解速率或刺激产甲烷菌的新陈代谢过程提高沼气产量。该文分别以猪粪和产甲烷培养基为底物进行厌氧发酵,筛选出能提高沼气产量的外源添加物,并将其进行优化组合,得出最佳用量。试验结果表明:以猪粪为底物进行发酵时,添加啤酒糟能促进底物水解、提高产气量,前4 d的池容产气率比对照高23.17%;以产甲烷培养基为底物时,蛋白胨氨基酸等混合物(物质M)和微量元素液Ⅱ均可刺激产甲烷菌代谢、促进产气,发酵第23 d的累计产气量分别比对照高51.02%和13.37%;随后将筛选出的三种外源添加物进行以猪粪为底物的正交及验证试验,综合考虑促气效果及经济性得出最优组合为微量元素液Ⅱ10 mL/L,啤酒糟2.5 g/L,物质M 0.05 g/L,该组合在沼气池试验中能提高28.46%的产气量。该试验结果为一种沼气促进剂的研制奠定基础。

沼气发酵外源添加物的研究进展

本文综述了国内外关于利用沼气发酵外源添加物以提高沼气产量的研究现状,并对其应用和研究前景作了展望。

酒糟厌氧消化产甲烷特性与微生物菌群结构分析

酒糟是酿酒生产过程中的副产物,以酒糟为研究对象,分别考察不同底物总固体(Total solid,TS)质量分数(0.5%、1%、1.5%、2%)、接种比(接种污泥与酒糟的挥发性固体质量比)(0.25、0.5、0.75、1、1.5)和温度(25、37、50℃)条件下酒糟的厌氧消化产甲烷特性。结果表明,随着TS浓度的增加,产甲烷量逐渐增加,2%TS条件下可获得最大的累计产沼气量(532.8 mL/g)和产甲烷量(294.7 mL/g)。接种比是影响厌氧消化系统的重要因素,随着接种比的增大,系统累计产沼气和产甲烷量呈先增加后减少的趋势,在接种比为0.25和0.5的条件下,系统发生崩溃,并未产甲烷,当接种比为1时,获得最大的累计产沼气和甲烷量。当TS质量分数为2%、接种比为1.5、发酵温度为50℃的条件下,获得最大的累计产沼气量为559.4 mL/g,相较37℃条件下提高了10.2%,而获得的累计产甲烷量为284.0 mL/g,相较37℃并未显著提升(P>0.05)。利用修正的Gompertz模型进行产气动力学分析后,发现TS质量分数越高、接种比越大、温度越高,产甲烷迟滞期越短。同时对不同温度反应体系中的微生物群落进行了分析,发现Bacteroidetes和Firmicutes为优势菌门,随着温度的升高,产甲烷菌逐渐由氢营养型代替乙酸营养型。因此,TS浓度、接种比和温度是厌氧发酵重要因素,初步确定2%TS、接种比为1的中温酒糟厌氧发酵产甲烷性能相对较好。

微波诱变选育耐酸高效厌氧产氢菌

为获得厌氧产氢菌的高效突变株,以产氢菌H-8为原始菌株进行微波诱变处理,对微波诱变参数进行了优化,考察了突变株的遗传稳定性、产氢特性及耐酸性.经过微波(低火)物理诱变得到5株高产氢突变株HW7、HW33、HW181、HW184和HW195,多次传代实验表明,HW195是稳定的高产突变株.突变株HW195具有较好的耐酸性,在pH值为2·8时仍能生长.通过间歇发酵实验,其最大产氢量和最大产氢速率分别达到2460mL/L培养基和340mLL-1h-1,比原始菌分别提高了50·7%和41·7%.

白酒糟稻壳分离及产沼气性能研究

通过开发一种新型酒糟稻壳分离技术,对酒糟进行洗浆-筛分-压榨处理,进一步提高酒糟的厌氧发酵效率。考察了酒糟浆液含固率、洗浆废水COD、洗浆温度以及搅拌时间对有机质分离率的影响,并验证了稻壳分离处理后有机质浆液的厌氧发酵性能。研究结果表明酒糟浆液含固率为8%,洗浆废水COD在500 mg·L^(-1)以下,搅拌时间为15 min时,可获得较好的分离效果,有机质分离率最高可达89.1%。同时,经过稻壳分离处理后有机质浆液的总固体(TS)产气率为621.02 L·kg^(-1)较酒糟浆液直接发酵高70%。

IAA对高盐废水培养微藻生长特性与氮磷去除的影响

废水中高浓度的盐会抑制微藻的生长,通过添加外源植物激素吲哚乙酸(IAA)来促进微藻在盐胁迫下的生长,同时考察不同微藻和盐离子种类对高盐废水培养微藻生长特性与氮磷去除的影响。结果表明,流加模式下培养28 d,小球藻、链带藻、四尾栅藻的最高生物量分别为0.55、0.66、0.75 g/L,总氮和氨氮去除率分别为70.7%、88.5%、79.7%和90.7%、92.6%、92.4%,总磷去除率均达到90%以上。四尾栅藻在模拟高盐废水培养24 d后,高质量浓度IAA(20 mg/L)对其生长效果最好,生物量最高可达0.403 g/L,低质量浓度IAA(≤2 mg/L)对其无明显促进作用甚至抑制生长;高质量浓度IAA(20 mg/L)的总氮和氨氮的去除效果最好,去除率分别为20%和44.1%;总磷去除率为97.2%,其余5组总磷去除率均维持在15%左右。此外,不同种盐条件下四尾栅藻生物量分别为0.667 g/L(空白组)、0.750 g/L(Cl^(-)组)、0.898 g/L(NH_(4)^(+)组)和1.037 g/L(NH_(4)^(+)+Cl^(-)组),各组氮磷去除效果无明显差别,总氮和氨氮去除率分别在30%和50%左右,总磷去除率90%以上。以上研究表明高浓度IAA在盐胁迫条件下对四尾栅藻生长有明显的促进作用,且NH_(4)^(+)和Cl^(-)混合盐离子组获得的四尾栅藻生物量最高。

生物预处理耦合湿法储存对玉米秸秆产沼气性能的影响

秸秆储存是确保秸秆沼气工程原料稳定供应的有效手段,预处理是提高秸秆沼气化利用效率的有效方法。为促进秸秆沼气化利用,以玉米秸秆为研究对象,在短期浸泡、长期厌氧两种湿法储存过程中,分别添加沼液、牛粪、菌剂进行生物预处理,对比分析玉米秸秆成分和沼气产气性能的变化。结果表明,生物预处理耦合湿法储存,能有效提高玉米秸秆产沼气性能。当短期浸泡预处理储存时,随储存时间推移,各试验组纤维素、半纤维素含量逐渐降低,TS产气率逐渐提升;其中菌剂组产沼气性能最佳,储存20 d后TS产气率最高,达492.6 m^(3)·t^(-1),比对照组高18.78%。当长期厌氧预处理储存时,各试验组纤维素、半纤维素在储存前60 d降解较快、后期降解缓慢,TS产气率呈现先升后降的趋势,其中菌剂组产沼气性能最佳,TS产气率在第60天达到最高值522.1 m^(3)·t^(-1),较对照组增长60.89%;而沼液组、牛粪组TS产气率分别从第50天、第180天后低于对照组。因此,在秸秆沼气工程运行过程中,可结合实际情况选择合适的预处理储存方式,提高秸秆TS产气率。

氨吹脱与酸吸收一体酒糟沼液处理试验装置研究

针对酒糟沼液氨氮浓度高,采用氨吹脱技术回收氮养分存在碱剂利用率低、气液接触效果差和氨吸收率低等问题。为提高酒糟沼液氨回收效率和工艺经济性,对酒糟沼液氨吹脱工艺进行了条件优化,探索了不同温度、Ca(OH)_(2)投加量和填料种类对氨吹脱与酸吸收一体试验装置运行效果的影响,并进行了酒糟沼液氨吹脱工艺经济性评价。结果表明,经正交试验得到影响因素重要性由强到弱依次为:Ca(OH)_(2)投加量、气流量、温度,较优工艺参数组合为Ca(OH)_(2)投加量6.6 g/L、气流量6 L/min和温度52℃,相应的氨氮去除率为99.0%;Ca(OH)_(2)对SCOD和TP有较好的去除效果,Ca(OH)_(2)投加量6.6 g/L条件下对应的SCOD和TP去除率分别为32.5%和65.7%。氨氮吹脱与酸吸收一体试验中,相对于不投碱情景,投加Ca(OH)_(2)大幅提高了吹脱过程中氨氮、TN、EC、SCOD和TP去除率,分别达97.4%~97.7%、79.8%~84.2%、68.3%~77.4%、36.8%~45.3%和77.1%~91.0%。对比不同温度、填料种类和Ca(OH)_(2)投加量条件下,获得较适宜氨吹脱参数为多面空心球填料、温度37℃、两次(吹脱8 h投9.9 g/L和30 h投7.4 g/L)投加Ca(OH)_(2),其氨氮去除率达到了97.4%,出水氨氮质量浓度低(100 mg/L左右),氨回收量达1.22 kg/m^(3)。对氨吹脱与酸吸收一体试验装置处理酒糟沼液工艺运行进行比较,相比于不投碱和一次投碱情景,两次投碱方案达到97%氨氮去除率需要的工艺运行时间短,处理成本为9.75元/m^(3),具有较好的经济性。因此,氨吹脱对于高氨氮浓度的酒糟沼液处理体现出较好的适宜性,通过氨吹脱高效回收氮养分可缓解沼液农田利用压力,对沼液资源化利用具有重要意义。

德国典型沼气发电技术及其借鉴

以5处沼气发电工程为例,介绍了德国典型的沼气发电技术,其普遍采用"混合厌氧发酵、沼气发电上网、余热回收利用、沼渣沼液施肥、全程自动化控制"的技术模式,通过该模式的实施,最终实现发酵原料的全方位综合利用;并通过电、热以及沼渣沼液的外售给工程运行带来收益,最终实现市场化运行。通过对此次考察相关情况的介绍与总结,以期为我国大中型沼气工程的发展提供一些借鉴。

北京大中型沼气工程冬季运行存在的问题及对策

文章对目前北京市大中型沼气工程冬季运行存在的问题进行了分析,分别从工程的设计、施工和运行管理3个方面提出了相应的解决对策,以期为大中型沼气工程冬季的正常运行提供参考,从而最大程度实现沼气工程的经济效益、环境效益和社会效益。

白腐真菌组合培养提高漆酶酶活的作用机制研究

采用白腐真菌组合培养的方式提高漆酶酶活,并对组合后菌株相互作用机制进行了研究.菌株55(Trametes trogii)和菌株m-6(Trametes versicolor)组合后漆酶酶活较菌株55和m-6分别提高了24.13倍和4.07倍;组合后菌株间不存在抑制作用;平板培养时,两菌株菌丝生长止于菌丝交界处,该处漆酶酶活最高并分泌褐色色素;液体培养时,菌株m-6对组合后漆酶酶活的提高起着更为重要的作用:向菌株55的培养物中添加菌块m-6,其酶活比向菌株m-6培养物中添加菌块55时的酶活高7.03倍,并且菌株m-6胞外物对菌株55的漆酶分泌也有明显的刺激作用,其中加入20 mL过滤灭菌胞外物可使菌株55漆酶酶活提高6.79倍,而且胞外物高温灭菌后仍能刺激菌株55的漆酶分泌,加入20mL后酶活比对照高4.60倍;Native-PAGE活性染色结果表明组合后同工酶种类未发生变化,但有3种同工酶的浓度升高.