覆膜槽沼气规模化干法发酵技术与装备研究

研制了以覆膜槽生物反应器(MCT)为核心的沼气规模化干法发酵系统。该系统采用"软管充气膨胀压力密封联接装置",实现了反应器厌氧―好氧状态的快捷转换,解决了大规模快速进出料的问题,并可直观判断反应器中沼气的存留量,操作简便、安全;利用固态有机物料好氧发酵产生的生物能获得中温厌氧发酵所需温度,并辅以高效的保温措施,无需外加热源,即可维持厌氧发酵的中温(35～42℃)运行;采用单元化设计,通过增减启动厌氧反应器的数量,可满足不同用气量的要求。建设了生物反应器容积为180 m3的沼气干法发酵中试工程。该中试工程容积产气率为0.598 m3/(m3.d),沼气甲烷含量55%～60%。

秸秆干法发酵产沼气技术的研究

介绍了以农作物秸秆为主要原料的干法厌氧发酵工艺的优势,并通过自行研制的沼气发生装置进行了几项探索试验,确认了秸秆干发酵产沼气的可行性,并为该技术的进一步研究和应用奠定了理论基础。

搅拌对猪粪半干法发酵产沼气的影响

[目的]研究搅拌对猪粪厌氧发酵产沼气的影响。[方法]采用35℃半干法批量发酵方式,在产气缓慢期和衰退期设置搅拌速率为200r/min的搅拌试验。[结果]45d的厌氧发酵COD去除率达到91.96%,产气率为0.148ml/kg,产气旺盛期日产气量波动较大。产气缓慢期搅拌5min产气速率增加1.04ml/(min.kg),同时使温度升高,pH值下降;与搅拌5、15min相比,产气衰退期搅拌10min最有利于发酵。[结论]持续5min间隔50min为1周期的搅拌方法即可使该试验产气及时排出。

餐厨垃圾的干法发酵进程分析(英文)

餐厨垃圾的干式发酵是很有前景的废弃物处理技术,文章对餐厨垃圾的组分包括总固体、挥发性固体、总碳、总氮、碳氮比和无机盐离子等进行分析,并通过干法发酵的影响因素如温度、酸碱度、固含率、接种比、氨氮等来分析餐厨垃圾干法发酵的可行性.综述了微生物生长动力学、底物消耗动力学、产物抑制动力学等生物反应动力学模型.

含水率对甘蔗叶干法发酵产沼气效果的影响

以甘蔗为原料,研究了含水率对干法厌氧发酵产沼气效果的影响。结果表明:发酵物料含水率越高,总产气量越大,单位干物质产气量越高。发酵原料含水率为81%时,发酵30 d的总产气量最高,达到19 550 m L,单位干物质产气量为158.35 m L/g,甲烷含量61.06%,相对其他2个处理而言,更有利于甘蔗叶干法厌氧发酵的进行。本研究结果为甘蔗叶干法沼气工程工艺设计提供了理论依据。

预均化堆放沼气干法发酵在大型垃圾堆放场的应用简介

采用预均化堆放垃圾沼气干法发酵是对城市垃圾和农业废弃物进行快速处理的有效办法。在对大量有机废弃物堆放之初,先把原料的pH值,C/N,温度等因素做初步调节、控制,然后再进行预均化堆放,采用保温复膜厌氧技术快速处理大量有机废弃物快速高效发酵产气。沼气经过简单的提纯处理可以并入城市燃气管网、或用来发电。远离燃气管网的地方沼气液化亦能让从业者获得可观的经济效益。

车厢式干法发酵关键技术与成套设备研发项目通过验收

10月25日,由重庆市农业工程研究所承担的首个国家国际科技合作专项'车厢式干法发酵关键技术与成套设备联合研发',通过了受科技部国际合作司委托、由重庆市科委组织的专家验收。通过听取项目主持人、院农工所所长高立洪就项目完成、合作实施及国际合作成果与知识产权保护等情况汇报后,专家组一致认为:该项目针对我国干发酵技术设备落后等问题,在引进借鉴德国干发酵关键技术与设备的基础上.

干法厌氧发酵装备同步升温发酵及微生态网络研究

干法厌氧发酵是提高农业农村废弃物处理效率及资源高效循环的重要技术之一。先前围绕该技术产甲烷效率低、传质传热不均匀等问题,提出了微好氧同步预升温干发酵技术,设计了配套装备,开展了小试和中试试验,产甲烷效率得到改善。为进一步提高放大装备的实际应用质量,在对发酵装置密封、进出料、喷淋循环系统等关键部件优化的基础上,探明了最优曝气量及实际应用中微好氧预升温阶段物质转化特性,揭示了微生物生态网络关系,评价了实际运行效果。结果表明:对关键部件的优化显著提升装备运行稳定性,微好氧同步预升温阶段最优曝气量为10 L/min,容积产气率达到1.20 m^(3)/(m 3·d)。物料在第40小时升温至42℃,曝气组各层物料温度较未曝气组均提高45.54%、32.46%和52.06%。同步预升温促进了物料各层纤维素和半纤维素的降解,提高了酸化效率,有机酸质量浓度分别提高59.83%、50.69%和20.85%,物料产气潜力提高34.9%。探明了微生物网络关系以及与发酵环境因子变化的相关性,发现微好氧预升温阶段具有协同作用的功能微生物SBR1031、Synergistales和Gaiellales,丰度提高57.67%、15.88%和68.59%。

横推流式连续干法厌氧发酵设备设计与试验

我国干法厌氧发酵技术仍然处于试验示范阶段,尤其是连续式干法厌氧发酵技术仍停留在实验室小试阶段。针对上述问题,基于螺旋输送和真空负压出料原理,研究了横推流式连续厌氧干法发酵装置设计方法,并试制1套有效容积180 L的中试设备。该平台主要由螺旋进料、干法厌氧发酵、负压出料、气体净化收集、固液分离、在线控制等单元组成。在牛粪与玉米秸秆干物质混合质量比为3∶1、接种量30%、混合原料总固形物质量分数20%的条件下,分3个阶段启动和调试中试平台,整个调试过程共持续103 d。第1阶段,反应器在室温下运行33 d,平均容积产气率为0.17 m^3/(m^3·d);第2阶段,提升反应器温度至中温38℃,反应器平均容积产气率升至0.25 m^3/(m^3·d)左右,但pH值有明显降低,且沼气中甲烷含量降低;反应器运行68 d后进入第3阶段,通过添加沼液提高接种量,之后反应器的容积产气率快速升高,最高可达0.58 m^3/(m^3·d),此阶段中试装置平均容积产气率为0.48 m^3/(m^3·d),甲烷质量分数稳定在56%左右,混合原料的干物质降解率达到48%以上。结果表明,该横推流式连续厌氧干法发酵平台可实现固体物料的连续进出料和稳定连续产气,达到了设计要求。

厦门市厨余垃圾特性及对干法厌氧消化的影响研究

随着厦门市垃圾分类工作的推进,厨余垃圾的成分发生变化。掌握厨余垃圾理化特性及其季节性变化情况可为新建项目工艺的选择提供基础数据,同时为已建的项目工艺调整提供依据,以期实现厨余项目的精细化管理与处理设施的高效运行。在调查厦门市厨余垃圾季节性成分变化的基础上,对厨余垃圾的物理成分、总固体含量、C/N、油脂含量等进行检测,分析其对干法厌氧消化部分指标的影响。结果表明:厨余垃圾的主要成分为易腐垃圾,平均值为77.76%;总固体含量较低,平均值为28.68%;厦门市厨余垃圾油脂含量较高、C/N指标较低,尤其在气温较低的冬季及春季比较明显,平均值为15.17%。厨余垃圾性质波动会对干法厌氧消化单元的运行稳定性造成影响,导致沼气产率降低,有酸化风险,影响项目效益。

甘蔗叶干法厌氧发酵工艺研究

为实现甘蔗叶的能源化利用,采用干法厌氧发酵方法研究发酵原料总固体含量为20%时,不同接种量、草粪比以及发酵温度对甘蔗叶产气量和产甲烷的影响。结果表明:接种量在30%和40%时发酵可以正常启动,接种量为40%时总产气量最高,但发酵后期甲烷含量下降很快;草粪比为1∶1和2∶1时总产气量高,甲烷含量均在60%以上,产气效果明显好于草粪比为1∶0的处理组;发酵温度为35℃时,总产气量和甲烷含量最高,发酵温度为30℃和40℃时总产气量相差不大。甘蔗叶干法厌氧发酵产沼气效果较好的工艺参数为:接种量30%、草粪比1∶1和发酵温度35℃。各处理组在甲烷含量达到最高值之前,甲烷含量与发酵时间之间呈现很强的线性相关性。产气高峰过后,虽然日产气量明显下降,但气体中甲烷含量下降幅度不大。

草粪比对甘蔗叶干法厌氧发酵产气效果的影响

以不同的草粪比配制原料,进行厌氧发酵,研究草粪比对甘蔗叶干法厌氧发酵产气效果的影响。结果表明,草粪比为1∶1和2∶1的处理组产气速度快,有明显的产气高峰,在发酵前40 d就产生了大部分气体。草粪比为1∶1的处理组总产气量最高,达到1 218.46 L,甲烷含量稳定后持续25 d保持在60%以上,草粪比为2∶1的处理组总产气量849.20 L,甲烷含量持续18 d保持在60%以上,草粪比为1∶0的处理组总产气量335.50 L,甲烷含量稳定后保持在45%左右。草粪比为1∶1和2∶1的处理组总固体产气量相差不大,但明显高于草粪比为1∶0的处理组。因此,添加猪粪有利于甘蔗叶干法厌氧发酵的进行,两者混合发酵比单一发酵产气效果要好。在产气高峰之后及时更换物料,可维持较高的产气量以保证实际用气量。

好氧预处理对干法沼气发酵产气量的影响及能量损失

研究好氧发酵预处理对干法沼气发酵产气效果的影响及能量损失情况,是以好氧发酵升温为预处理方式的干法沼气工程经济运行的重要依据。该文采用恒温沼气发酵装置,以牛粪及少量混合秸秆粉作为发酵原料,研究了不同好氧发酵预处理条件下,干法沼气发酵的产气效果并对其能量损失情况进行了分析探讨。结果表明:以牛粪为主要发酵原料时,好氧预处理对物料干法沼气发酵的产气量有较明显影响,随着好氧发酵时间增加和温度提高,总产气量减少,能量损失增大;好氧发酵预处理温度与沼气发酵温度相同(均为35℃)时,能量损失较少,好氧发酵升温法合理;好氧发酵预处理温度(55℃)显著高于沼气发酵温度,好氧发酵升温法会带来较大能量损失。因此,在对覆膜槽生物反应器操作时,应准确把握好氧发酵的时间和温度,一旦达到所需温度,应立即转入沼气发酵,以提高沼气产量,减少能量损失。

甘蔗叶干法厌氧发酵正交试验

为确定甘蔗叶干法厌氧发酵的最佳工艺参数,选择堆沤方法、草粪质量比、发酵温度这3个关键因素进行正交试验,优化工艺参数。试验结果表明:甘蔗叶干法厌氧发酵最佳工艺条件为:自然堆沤、草粪质量比1、发酵温度38℃,验证最佳工艺条件下产气量为655.30 L。同时研究分析表明,猪粪对甘蔗叶干法厌氧发酵有较大影响,在猪粪量相对较少的情况下,提高发酵温度也能增加产气量;堆沤时添加绿秸灵和腐秆剂对甘蔗叶发酵没有效果。

有机固体废物干法厌氧发酵技术研究综述

干法厌氧发酵技术作为有机固体废物能源化与处置的有效途径,近年来已逐渐成为世界各国农业固体废物资源化技术研究的热点。综述了国内外有关有机固体废物干法厌氧发酵处理技术研究现状,并展望了农业固体废物干法厌氧发酵技术的发展趋势。

不同因素对羊粪干法沼气发酵产气效果的影响

为研究温度、含水率及接种比例对羊粪干法沼气发酵产气效果的影响，以羊粪为原料，采用单因素试验方法，进行干法沼气发酵试验。结果表明：温度、原料含水率对产气效果影响显著。相对湿法发酵，中温发酵（35±1）℃效果更加优于常温发酵（25-．I-1）℃；发酵物料含水率越高，沼气发酵速度越快，单位粥累计产气量越高；接种比例在8：2（佰比36：1）时对单位耶累计产气量影响显著，在7：3～5：5（弼比21：1—9：1）时影响不显著；从单因素试验结果看，发酵温度在（35±1）℃、原料含水率在80％及接种比例在7：3～5：5（TS比2l：1—9：1）时，羊粪干法沼气发酵效果最好。该试验结果为以羊粪为原料的干法沼气工程工艺设计提供了理论依据。

不同碳氮比对牛粪秸秆干法厌氧发酵产气及肥效的影响

本研究以秸秆和牛粪为原料,猪沼液为接种物,利用实验室自行组装的厌氧发酵装置进行干法厌氧发酵试验,探讨了在保证含水率80%前提下不同碳氮比对干法厌氧发酵产沼气及沼渣造肥的影响。结果表明,不同碳氮比下的产气量及甲烷含量有明显的差异,碳氮比为25时产气量最多且甲烷含量较高。对沼渣而言,其有机质和总养分含量都大于有机肥标准NY525-2012中的相应指标,并对种子发芽未有毒性作用,具有作为有机肥的潜力。

椰子废弃物干法厌氧发酵工艺研究

为解决椰子加工剩余废弃物资源的浪费与环境污染问题,进行了椰子废弃物干法厌氧发酵工艺的研究。试验分为4组,每个试验组加入300g椰子废弃物,发酵温度均为(35±1)°C,前3组接种量分别为20%,30%,40%,第4组发酵前用300 g,6%NaOH溶液对接种量为30%椰子废弃物进行浸泡处理。试验结果表明:30%接种量较合适椰子废弃物干法厌氧发酵,其产生沼气总产气量和沼气中最高甲烷体积分数分别为3 238 mL和56.4%。椰子废弃物经过6%NaOH溶液处理后,发酵启动速度加快了5天,沼气总产量提高了481mL。因此,椰子干法厌氧发酵工艺的研究对解决椰子废弃物资源浪费及对环境污染等问题具有重大意义。

接种新鲜沼液对牛粪与秸秆中温干法厌氧发酵产气与造肥的影响

在以牛粪为原料,秸秆为辅料的中温干法厌氧发酵体系中,以不同比例的新鲜沼液作为接种物,研究了不同接种量对牛粪与秸秆中温干法厌氧发酵产气与造肥的影响。结果表明:以新鲜沼液作为接种物,可以促进发酵启动速度,日产气高峰值提高,产气的周期延长;发酵前期产气效率提高,甲烷含量增加。干法厌氧发酵处理后的沼渣具有良好的造肥潜力。本试验条件下,接种量30%是牛粪和秸秆中温干法厌氧发酵的最佳产气与造肥条件。

椰子废弃物干法厌氧发酵工艺研究

为解决椰子加工剩余废弃物资源的浪费与环境污染问题,进行了椰子废弃物干法厌氧发酵工艺的研究。每个试验组加入300 g椰子废弃物,发酵温度均为室温。前3组接种量分别为20%、30%、40%,第4组接种量为30%,发酵前用6%NaOH对椰子废弃物进行浸泡处理。试验结果表明,发酵原料中接种物含量越高,沼气产气量越大,且接种量为30%~40%为椰子废弃物干法厌氧发酵的最佳接种量范围。椰子废弃物经过化学预处理后,发酵启动速度加快,发酵周期缩短,沼气产量得到提高。因此,椰子干法厌氧发酵工艺的研究对解决椰子废弃物资源浪费及对环境污染等问题具有重大意义。