麦秸生物炭添加对猪粪中温厌氧发酵产气特性的影响

为探明不同热解温度生物炭添加对猪粪中温厌氧消化产气的影响,以400、500、600℃热解制成的麦秸生物炭(BC400、BC500、BC600)为研究对象,采用批次发酵试验,探讨了生物炭添加对猪粪中温(37±1)℃厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明:麦秸热解生物炭可显著(P<0.05)提高猪粪发酵系统的产气潜力和甲烷含量,其影响从大到小依次为BC600>BC500>BC400。厌氧发酵49 d期间,添加生物炭处理的产气量和产甲烷量分别为260.7~288.7 m L·g^(-1)VS和163.7~185.5 m L·g^(-1)VS,较纯猪粪处理提高了77.1%~96.1%和78.1%~101.8%。同时,添加生物炭可明显提高猪粪厌氧发酵系统的消化效率(T90),缩短厌氧发酵的延滞期。不同热解温度麦秸生物炭对猪粪厌氧消化产气特征的影响明显不同,对畜禽养殖场沼气工程运行中的物料选择和条件优化有实际的指导意义。

猪粪及奶牛粪中温厌氧发酵对Cu和Zn的影响

以猪粪和奶牛粪为发酵原料,在中温〔(37±2)℃〕条件下采用完全混合式厌氧反应器进行了158 d的室内试验研究,分析厌氧发酵过程中Cu和Zn在沼液中质量浓度的变化及其在沼渣中的赋存形态.结果表明:1猪粪沼液中ρ(TCu)和ρ(TZn)(TCu和TZn分别为总Cu和总Zn)随发酵时间的增加逐渐升高,而奶牛粪沼液中二者变幅不明显.2整个发酵过程中,猪粪沼液中ρ(TCu)和ρ(TZn)的平均值极显著低于进料(P<0.001),降幅分别为80%和43%;而奶牛粪沼液中二者降幅分别仅为11%和13%.3猪粪和奶牛粪沼液中ρ(溶解性Cu)占ρ(TCu)的53%和43%,与进料相比有小幅降低;而猪粪和奶牛粪沼液中ρ(溶解性Zn)占ρ(TZn)的35%和19%,极显著高于进料(P≤0.01),增幅分别为109%和37%.4猪粪和奶牛粪沼渣中Cu主要以可氧化态存在,Zn主要以残渣态和酸溶态/可交换态存在.中温厌氧发酵对猪粪和奶牛粪中溶解性Cu和Zn的削减效果有限,并且沼渣中残渣态Cu和Zn的减少可能增加二者的生物有效性,因此不利于农田的直接利用.

近中温厌氧发酵工艺在畜禽养殖场废水治理中的应用

指出了畜禽养殖场废水危害的严重性与治理的必要性,分析了常见的畜禽养殖场废水处理工艺的特点,认为利用发酵过程中产生的沼气加热废水进行近中温发酵是一种比较理想的处理工艺,具有研究开发和推广的现实意义。

玉米秸秆中温厌氧发酵过程中料液流变特性研究

采用对比接力试验方法研究了玉米秸秆不同质量浓度下中温厌氧发酵特性。结果表明:发酵过程中料液的密度和黏度变化与代谢物中水溶性物质的累积和消耗有关,其密度均在反应的第10天达到最大值。TS为4%时,由上而下各层料液密度的最大值分别为0.979 5,0.981 2,0.995 2 g·cm-3,料液最大黏度值分别为13.5,11.2,52 m Pa·s,分别在第10,10,1天达到最大值;TS为6%时,料液密度分别为0.980 1,0.9900,0.990 2 g·cm-3,其黏度值分别为88.5,23.5,175.5 m Pa·s,分别在第10,1,10天达到最大值;TS为8%时,料液密度分别为1.010 0,0.988 9,0.999 8 g·cm-3,受物料聚集影响其最大黏度值分别为5 000,700,215 m Pa·s,出现时间分别为第10,1,1天。随着物料浓度的升高,其日产气量和甲烷含量升高,TS为8%时物料最大日产气量和甲烷含量分别为910 m L和59%,比TS为4%和6%时分别高出5%、13%和10%、11%。

不同浓度猪、奶牛粪水中温厌氧发酵沼液中DOM的光谱特征

养殖粪水中物质的组成变化决定其潜在的环境效应,溶解性有机质(DOM)是养殖粪水的重要组成部分。研究对总固体浓度(TS)分别为4%和8%的猪、奶牛粪水进行批次中温厌氧发酵试验,分析了猪粪和奶牛粪沼液中DOM的含量变化,并结合三维荧光光谱(3DEEM)和平行因子分析法(PARAFAC),解析沼液DOM的荧光光谱特性及组分变化特征。结果表明,中温厌氧发酵结束后,沼液中DOM含量均极显著(p<0.001)降低。沼液DOM主要包含类酪氨酸、类富里酸、类色氨酸和类胡敏酸4种荧光组分,其中类胡敏酸的相对含量均显著(p<0.05)增加,但类富里酸的相对含量仅在TS为8%的处理中增加,而在TS为4%的处理中降低。沼液DOM的腐殖化指数均极显著(p<0.01)增加,但猪粪沼液DOM的腐殖化程度明显高于奶牛粪沼液。研究结果为畜禽粪便沼液农田利用的潜在环境效应评价提供理论支撑。

不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响

在接种量、温度、pH不变的情况下,研究餐厨垃圾与河底淤泥联合发酵时不同的物料配比对中温湿法厌氧发酵过程的影响。改变餐厨垃圾与河底淤泥的VS比值,实时监测产生的总气体量和甲烷气体含量,结果表明联合发酵比单独发酵能更快地启动且累积产气量大,同时确定了VS比为1:1时为最佳物料比。

厨余垃圾中温干式厌氧发酵系统调试阶段工况分析

以重庆市某厨余垃圾中温干式厌氧发酵系统为实际案例,研究了调试阶段含固率、碱度、挥发性脂肪酸、氨氮、pH及甲烷含量等的变化情况。运行结果表明,以沼渣及牛粪启动厌氧发酵,约2周后甲烷含量能达到55%以上;pH维持在8.0~8.2,碱度维持在12000~14000 mg/L,挥发性脂肪酸为2500~3000 mg/L,氨氮为2500 mg/L左右,系统可稳定运行;发酵罐内部随着物料向后端移动,含固率、挥发性脂肪酸逐渐降低,总碱度、pH逐渐升高,氨氮无明显变化趋势;系统稳定运行后,厌氧发酵罐单位进料量的产气量约为140 m^(3)/t,甲烷含量维持在55%~65%;三级脱水系统运行稳定,脱水效果好。

中温条件下添加磁铁粉对麦秆厌氧发酵特性的影响

为探究不同添加量磁铁粉在不同温度条件下对厌氧发酵体系的影响,在发酵底物含固率为8%,麦秆为发酵原料,不同温度(20℃、25℃、30℃、35℃)下,向发酵瓶中分别添加不同剂量的磁铁粉(0、2、4、6、8 g/L),分析厌氧发酵过程中pH、碱度、甲烷产量、脱氢酶活性和纤维素酶活性的动态变化。结果表明,适量磁铁粉添加可以促进发酵系统的启动、增强系统稳定性,促进发酵产气。冗余分析和相关性分析表明温度为该试验最关键影响因子。动力学参数比较得出,麦秆在20℃、25℃、30℃和35℃进行厌氧发酵时,磁铁粉添加量分别为8、6、4、2 g/L可以使体系获得最好的发酵效率。

中温EGSB厌氧处理玉米酒精废水的工艺研究

采用中温厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)工艺处理玉米酒精废水,并用产生的沼气烘干DDG饲料。处理后的废水生物降解率达到96%以上,COD小于1000mg/L,BOD小于600mg/L,达到国家污水三级排放标准。年处理废水33万t,烘干DDG饲料23000t,节煤6000t,多创利润285.30万元。

生物预处理作物秸秆厌氧发酵产沼气初步研究

以提高秸秆厌氧发酵产气效率为目的,以小玉米、小麦秸秆为研究对象,通过菌种筛选及厌氧发酵产气研究,考察水解效果及产气效率,得到:添加尿素和微生物的水解效果最好、厌氧发酵过程的产气效率最高、产气中甲烷含量最高;只加微生物的次之;两者均未添加的最差。结果表明,筛选的菌种对秸秆有较好的水解能力,能得到较高的产气量和较高品质的沼气。

高温厌氧消化液二次厌氧消化产气特性的研究

目的:对高温厌氧消化后产生的消化液进行二次厌氧消化降解的可行性研究。方法:采用经阶段性高温厌氧发酵后的消化液为原料,利用实验室自制的小型厌氧发酵装置进行中温35±2℃条件下厌氧发酵实验,测定产气量、甲烷含量和COD值。结果:经中温厌氧二次发酵30d后,消化液中的COD平均降幅达28 150mg/L,说明经阶段性高温厌氧发酵后的消化液可继续进行中温厌氧二次发酵,同时,从产气特性各指标可以看到,300g的消化液在中温条件下发酵30d后的总产气量平均为523ml,沼气中甲烷含量达到55%,沼气质量好。结论:高温厌氧消化后产生的消化液可以进行二次厌氧消化降解。

水葫芦制备生物气高效工艺中试研究

本研究在5方发酵规模探索水葫芦中温厌氧制备生物气的高效工艺发酵,试验表明工艺的发酵起动配方为污泥水:水葫芦:猪粪便=4:3:0.5,C/N比30,TS 8%,酵补料为100%水葫芦,发酵温度35～45℃,间歇搅拌,pH控制7.7±0.1,其中技术要点包括水葫芦应尽量粉碎均匀,接种醋酸杆菌加快酸化速度,添加尿素补充氮素养分等。

水葫芦制备生物气高效工艺中试研究

在5m3发酵规模探索水葫芦中温厌氧制备生物气的高效工艺发酵,试验表明工艺的发酵起动配方为污泥水∶水葫芦∶猪粪便=4∶3∶0.5,C/N 30,TS 8%,酵补料为100%水葫芦,发酵温度35～45℃,间歇搅拌,pH控制7.7±0.1,其中技术要点包括水葫芦应尽量粉碎均匀,接种醋酸杆菌加快酸化速度,添加尿素补充氮素养分等。

基质组分对厨余与污泥共发酵动力学特性的影响

通过厌氧发酵4阶段动力学实验、产甲烷抑制实验及单一VFA的产甲烷动力学实验,探明了厨余和污泥共发酵过程中,典型组分对其潜在的酸积累类型以及甲烷化过程的影响。结果表明,不同基质组分在厌氧发酵过程中的VFA组成比例以及单一VFA的产甲烷化动力学特性,对其产甲烷潜能及速率有着决定性影响。乙酸的甲烷化速率高达44.80 mL·d^(-1),丁酸略慢于乙酸,而丙酸和戊酸的甲烷化速率不足乙酸的1/2,其中丙酸的延滞期长达1.76 d。因此,产酸类型以乙酸为主的污泥、菜类在产甲烷阶段不存在延滞期;而蛋肉类及油的产甲烷速率受到丙酸、戊酸动力学特性的影响相对较慢。通过调整共发酵基质配比不仅能够提高发酵潜能,还能够优化VFA组成比例,实现较高的甲烷产率及甲烷化速率。