反冲射流混合搅拌装置研究

发酵料液混合搅拌装置主要应用于厌氧发酵领域,在搅拌轴的上端部和下端部分别安装反冲射流管和搅拌桨,利用料液孔口出流反冲作用原理,将流体搅拌与机械搅拌相结合,既降低了能耗、提高了有机物有效转化率,又能满足厌氧消化稳定进行的要求。为此,介绍了这种搅拌装置的结构和作用原理,并做了相关参数的理论分析。

固液分离对牛粪利用效果的影响

预处理可以提高牛粪利用的效果,该文研究了利用螺旋压榨固液分离机对牛粪加水固液分离后固形物和分离液的纤维含量,固形物的热值、分离液的黏度和碳氮比。利用压块成型机对分离后固形物进行压块,为沼气发酵增温保温提供燃料,并将分离液与未分离的原牛粪进行厌氧发酵对比试验,结果表明,分离液发酵可提高甲烷产率,缩短发酵水力停留时间。在(35±2)℃条件下,原料挥发性固体含量(VS)分别为4.86%和4.98%时,30%接种量,分离液的产气率比原牛粪提高32.68%。研究结果对高寒地区牛粪资源化利用具有参考价值。

牛粪固液分离液两相厌氧发酵技术

与单相沼气发酵相比,两相厌氧发酵具有有机负荷大、发酵稳定性高、水力停留时间短、产气效率高的特点,为了提高牛粪厌氧发酵效率,该文在中温(35±2)℃条件下对牛粪加水固液分离后分离液进行两相厌氧发酵试验研究,在发酵液体积为5L,总固体质量分数为6.60%,产酸相水力停留时间为3d,产甲烷相水力停留时间为7d,后发酵1d的条件下,化学需氧量去除率达到52.81%,底物(以挥发性固体计)的产气率达到181.45L/kg,研究结果为提高牛粪资源化利用效果提供了一定的参考价值。

接种量对牛粪分离液厌氧发酵特性影响

利用研制的螺旋挤压分离机对稀释的牛粪进行分离,在中温(35±2)℃条件下,对分离液按照不同接种量(占发酵有效容积体积百分数为10%、20%、30%、40%、50%)进行厌氧发酵试验,发酵周期为20d,以VS(Volatile solid)产气率、COD(Chemical Oxygen Demand)去除率为考察指标,研究了接种量对牛粪分离液厌氧发酵特性的影响。结果表明,接种量为40%,VS产气率达到172.96L·kg-1,COD去除率为59.87%,试验结果对提高牛粪分离液厌氧发酵效率具有参考价值。

牛粪高效厌氧发酵技术

为提高牛粪厌氧发酵的产气效率,采用牛粪发酵前固液分离和分离液中添加猪粪进行混合发酵两种方法。结果表明,对牛粪进行发酵前固液分离,降低了物料的粘度,利于微生物的传质。在牛粪分离液与稀牛粪的对比发酵试验中,分离液较稀牛粪产气量提高32.68%,甲烷产率也有较大幅度提高。牛粪分离料液和猪粪按一定比例混合可获得较好的产气效果,在试验中总固体(TS)质量分数为10.49%的混合料液产气过程稳定,产气周期相对较短,累计产气量最大为59.8 L,比TS质量分数为8.00%猪粪组提高了26.24%,比TS质量分数为8.54%混合料液组提高了43.51%。研究表明牛粪分离液与猪粪混合TS质量分数为10.49%时,可以取得较好的产气效果。

牛粪与猪粪混合两相厌氧发酵酸化特性

研究了牛粪分离液和猪粪按比例调配的混合物料,在两相厌氧发酵进程中,物料浓度(TS)分别为8%、1 0%、1 2%时的酸化特性。酸化试验过程中考察的指标有p H、氨氮和挥发性脂肪酸(VFA)等。依据酸化过程中各指标的变化趋势,确定浓度为8%、10%、12%3组混合物料酸化过程的HRT分别为7、5、5天。研究结果可为牛粪分离液与猪粪混合两相厌氧发酵酸化过程工艺参数控制提供依据。