黄贮玉米秸秆厌氧发酵产沼气试验研究

为探索生物预处理对秸秆发酵产沼气的影响,以玉米秸秆为原料,分别添加0. 5‰微生物菌剂、1‰微生物菌剂、5%木薯酒糟和10%木薯酒糟进行黄贮;研究在高温(50℃)半连续发酵条件下,黄贮秸秆厌氧发酵产沼气特征。结果表明在发酵系统总固体(TS) 8%条件下,黄贮过程中添加微生物菌剂或木薯酒糟均能显著地提高产气率;添加10%木薯酒糟的产气率高于添加1%的微生物菌剂,且甲烷含量达到最高。在秸秆沼气生产中,可通过微生物菌剂或木薯酒糟的添加改善秸秆预处理效果,提高生产效益。

木薯酒糟两相和单相厌氧发酵性能比较

为了降低木薯酒精厂工程运行成本,提高副产品木薯酒糟的应用价值,以木薯酒糟为原料,采用全混式半连续发酵和沼液回流方式,研究不同有机负荷[2.3、2.8、3.4、4.0 kg/(m^3·d)]条件下中温酸化(37℃)、高温甲烷化(50℃)木薯酒糟两相和高温单相厌氧发酵产沼气特性。结果表明,木薯酒糟中温酸化-高温甲烷化两相厌氧消化性能高于高温单相厌氧消化性能,中温酸化-高温甲烷化木薯酒糟两相厌氧发酵的最佳投料负荷为3.4 kg/(m^3·d),甲烷体积分数在64%~68%,TS产气量为435.42 m^3/t,容积产气率为1.49 m^3/(m^3·d)。高温单相厌氧发酵的最佳投料负荷为2.8 kg/(m^3·d),甲烷体积分数基本在54%~62%,TS产气量为367.5 m^3/t,容积产气率为1.05 m^3/(m^3·d)。实际沼气工程运行中,当有机负荷低于2.8 kg/(m^3·d)时,可采用高温单相厌氧发酵工艺;当有机负荷高于2.8 kg/(m^3·d)时,可采用中温酸化-高温甲烷化两相厌氧发酵工艺,以达到节省成本的目的。

金属离子对小麦秸秆酶解的影响

采用天冠生产的纤维素酶,以小麦秸秆为底物,研究了Fe2+、Co2+、Cu2+、Ca2+、Mn2+和Mg2+6种金属离子对酶解效果的影响。酶激活试验表明:Co2+、Mn2+及Mg2+对纤维素酶有激活作用,随着离子浓度的提高,激活作用减弱。酶解试验显示不同浓度的三种金属离子对还原糖产率具有不同程度的促进,其中Co2+和Mn2+效果较好。与对照相比,添加0.05、0.10mg/m L Co2+的样品还原糖产率分别提高了9.09%和12.87%;添加0.4 mg/m L Mn2+的样品还原糖产率提高了10.60%。进而将这两种金属离子进行复配,还原糖产率增加了17.56%,比单独添加一种金属离子效果好。

丹江口水库调水前后表层沉积物营养盐和重金属时空变化

旨在探明中线工程调水前后(2011~2016年)丹江口水库表层沉积物中营养盐和重金属的时空分布特征和环境风险,对丹江口水库5个典型生态位点表层沉积物中p H值、有机质(OM)、总磷(TP)、总氮(TN)及铬(Cr)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)和铅(Pb)这6种金属元素的含量及时空变化特征进行研究,同时采用加拿大淡水水生环境沉积物质量指导值(CCME)为标准来进行潜在生态风险评价.结果表明,丹江口水库表层沉积物中OM、TP和TN含量分别为25.85、0.57和1.34 g·kg^(-1);Cr、Mn、Cu、Zn、Cd和Pb这6种重金属的含量分别为57.96、521.78、13.91、195.74、0.37和12.92 mg·kg^(-1),6种重金属的含量除Zn和Cd处于土壤环境质量二级标准,其他重金属元素含量均低于土壤环境质量一级标准.TN、Mn和Zn在调水后呈上升趋势,TP及其余重金属元素在调水后呈下降趋势.除p H值外,丹江口水库表层沉积物营养盐和所测重金属含量在生态空间上分布差异均达到极显著水平(P<0.01).沉积物中OM除与TN和Pb呈负相关外,与其他指标均呈正相关性.潜在生态风险评价结果显示,丹江口水库表层沉积物中Cd、Cu和Pb均不会对生物产生不良效应;OM、TN、Cr和Zn为低生态风险;TP介于无生态风险与低生态风险之间;但库心和黑鸡嘴点位Cr、Zn和TN在部分时间有较高生态风险,需引起重视.