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。

沼气产量影响因子研究

【目的】综合研究秸秆类型、粪秆配比及温度对沼气产量的影响,为提高沼气产量提供理论依据。【方法】在室内模拟农村户用沼气发酵过程,运用信息熵原理,研究了秸秆类型(稻秆、麦秆、玉米秆)、鸡粪与秸秆配比(干物质质量比分别为1∶1,2∶1,3∶1)、发酵温度(20～40℃)、尿素、纤维素酶等因子对沼气产量的影响。【结果】在20～40℃,稻秆、麦秆、玉米秆与鸡粪配比时,沼气总产气量分别为407321.6,413096,478417.9mL,玉米秆-鸡粪组合沼气产量较麦秆-鸡粪组合和稻秆-鸡粪组合分别高17.6%和15.5%。鸡粪与秸秆配比显著影响沼气产量,表现为2∶1>1∶1>3∶1。在20～30℃,沼气产量随温度的升高逐渐增加,在30～35℃时达最大值,之后逐渐降低。沼气产量与温度呈一元二次回归关系,各处理最高沼气产量对应最佳温度为32～35℃。20℃发酵中期(28d),向发酵液料中分别添加尿素和纤维素酶均能明显增加沼气产量,分别平均提高93.7%和40.9%。信息熵原理k值表明,温度是影响沼气产量的首要因子,其次是鸡粪与秸秆配比,秸秆类型的影响最小。在20℃发酵中期,鸡粪与秸秆配比对沼气产量的影响高于外来添加物质尿素和纤维素酶。【结论】鸡粪与玉米秆按2∶1配比、发酵温度控制在32～35℃,可获得较高沼气产量。沼气产量是秸秆类型、鸡粪与秸秆配比、发酵温度及外源物(如尿素和纤维素酶)综合作用的结果,合理调控各因子可获得较高的沼气产量。

分离筛选低温发酵功能菌及促进沼气产量的研究

在低温环境条件下，通过功能培养基上产生的透明圈，获得了13株功能菌株，其中A－7，A．18，A－19，A-20等4种菌株表现出产有机酸和分解纤维素的两种能力，A-24强菌分别具有分解纤维素和淀粉的两种能力。为了确定每个功能菌的可生长温度区域，在4℃～20℃不同温度条件下，分析了细胞生长趋势，菌株最适温度一般表现为15℃和20℃。将这些不同降解特性的功能菌株扩大培养之后，添加到低温模拟沼气发酵罐内，研究了多种复合菌组合在低温条件下的日产气量、累积产气量及甲烷含量的变化，经过30d的发酵试验，添加菌剂的总产气量比对照增加了28．0％。

恩诺沙星对厌氧发酵过程中水解酶活性及沼气产量的影响

兽用抗生素因其具有防病、促生长的作用被广泛应用于畜禽养殖业,而在畜禽粪便发酵生产沼气的过程中,残留在畜禽粪便中的抗生素可能会抑制沼气发酵过程。该文以猪粪和玉米秸秆为原料,采用自行设计的恒温厌氧发酵装置,研究了外源添加恩诺沙星(ENR)对猪粪厌氧发酵过程中水解酶活性及产气量的影响。结果表明,添加20 mg·kg?1、60 mg·kg?1和120 mg·kg?1恩诺沙星条件下,猪粪厌氧发酵初期不同浓度恩诺沙星对纤维素酶和脲酶活性有显著抑制作用(P<0.05);厌氧发酵的前15 d,添加20 mg·kg?1恩诺沙星对蔗糖酶活性有一定的激活作用(P<0.05),添加60 mg·kg?1和120 mg·kg?1的恩诺沙星对蔗糖酶活性有抑制作用(P<0.05);猪粪厌氧发酵后期,恩诺沙星对纤维素酶、脲酶和蔗糖酶活性影响不显著(P>0.05)。在发酵产气速率增长期的第5~11 d和21~31 d,添加20 mg·kg?1、60 mg·kg?1和120 mg·kg?1恩诺沙星对沼气产气速率有明显抑制作用(P<0.05);而在发酵的第31 d后,添加各浓度恩诺沙星对沼气产气速率影响不大。在整个50 d的厌氧发酵过程中,与不添加恩诺沙星的对照相比,添加20 mg·kg?1、60 mg·kg?1和120 mg·kg?1恩诺沙星处理的总产气量分别减少7.38%、12.08%和15.77%。可见,恩诺沙星影响了猪粪厌氧发酵过程中水解酶活性和沼气产气速率及产气量,在厌氧发酵不同阶段,恩诺沙星对不同水解酶活性和产气速率影响也不同。该文研究结果可为无害化处理含恩诺沙星的畜禽粪便及提高厌氧发酵效率提供参考。

鸡粪厌氧消化过程中水解酶与沼气产量的关系研究

研究了鸡粪在厌氧消化全过程中几种水解酶活的变化与沼气产量的关系。结果表明 ,纤维素酶、脂肪酶、液化型淀粉酶和糖化型淀粉酶的酶活在发酵过程中是变化的 ,与产气量是相关的 ;酶活最大值出现在产气高峰期的附近 ;酸、中。

城市污泥两相厌氧消化沼气产量的技术分析

城市污水处理厂所产生的污泥,数量巨大,成分复杂。如何经济、有效地加以利用已成为目前环境工程中深为关注的课题之一。文章探讨了污泥资源化工作中厌氧消化工艺的温度、时间、污泥成分的最佳工艺条件和沼气产生量,以实现污泥工业化利用。

基于最小二乘向量机的厌氧发酵沼气产量建模研究

牛粪高温厌氧发酵过程通常是严重非线性和时变的复杂动态系统,建立发酵过程沼气产量的精确模型具有很大难度,而且缺少测量重要过程参数的在线测量仪表。为了解决上述问题,本研究采用最小二乘支持向量机(LS-SVM),依据生产过程的温度、固体浓度、进出牛粪量和发酵体积等数据,对牛粪高温厌氧发酵沼气产量进行建模方法研究,给出了最小二乘支持向量机参数的调整策略和分析结果,建立了沼气产量的实时在线预估模型。结果表明用LS-SVM建立的在线预报模型误差小、方法简单、推广性能好,可以作为发酵过程的进一步控制和优化的参考依据。

我国城市污水厂污泥、沼气产量与综合利用现状及前景

通过对国内主要污水处理厂污泥、沼气产量与利用情况的调查研究，并在收集部分国外污泥处置资料的基础上，综合分析了我国目前污水处理厂的污泥和沼气产量的现状及其发展前景。

在寒冷气候条件下提高沼气产量的方法

大家知道,通过纤维物质的厌氧发酵生产沼气,是当前重要生物能源之一。但是,沼气技术的推广和应用受到自然条件的一些限制。首先,沼气生产的效率随温度的下降而下降,这势必降低寒冷地区沼气的产量。如中国的辽宁省。

要想沼气产量高 选料合适很重要

沼气池建成后,为快速启动沼气池,就要选择合适发酵原料。农村沼气发酵原料通常有两种:一种是富氮原料,主要指人畜、家禽粪便;另一种是富碳原料,主要指各种农作物秸秆。人畜粪便颗粒较细,含有较多的易分解化合物,且氮含量较高。

提高沼气产量“五字诀”

近年来,沼气在广大农村发展很快,已成为农户生活中的重要能源,但农村许多沼气池的产气率都不太理想。怎样提高沼气池的产气率?“精、满、勤、适、保”五个字,提供了正确的答案。

使沼气产量提高10％

Ernst Kuntze奖获得者Christian Drothler先生专访——2014年度Ernst Kuntze奖的获得者Christian Drothler先生提出的技术改进，明显提高了污水净化设备的工作能力，带来了经济收益。

城市生活垃圾厌氧消化中甲烷产量的生物动力学研究

通过对城市生活垃圾高温间歇厌氧消化的实验,对其产气进行分析。结果表明:(1)城市生活垃圾厌氧消化的产气是体系中微生物作用的结果,其产气速率、甲烷含量的变化等几乎均与体系中产甲烷菌的阶段变化一致,基本上分为缓慢产CH4阶段、CH4含量指数增长阶段、CH4含量稳定阶段及CH4含量递减阶段,分别对应产甲烷菌生长的迟缓期、指数期、稳定期及衰亡期。(2)以微生物生长动力学为基础,推断出沼气中CH4含量的变化与产甲烷菌的变化之间存在着ddYt=kddtX的比例关系,其系数k为产甲烷菌的产甲烷活性的表征。并通过实验进行模拟得出系数μmax=0.142d-1,Kdc=0.0612 d-1及迟缓期、指数期、稳定期、衰亡期的k(mL/gVSS)分别为0.041、0.041、0.000、-0.0968。并且,也可依据ddYt来判断产甲烷菌生长的各个阶段及体系中微生物菌群的优势程度。

菌剂对秸秆原料户用沼气池产气量的影响试验研究

通过实验室筛选、培养,制取了具有分解秸秆和低温产沼气双功能的复合菌剂,研究添加复合菌剂对户用沼气池产气量的影响。结果表明:对于池容为10m3的秸秆沼气池,在常温下加入该菌剂后,启动时间比对照池缩短了3～6d,平均日产气量比对照池提高了0.057m3左右;冬季只要采取简单的保温措施,保证沼气池内料液温度达到10℃以上,加入该菌剂后,沼气池能正常使用,平均日产气量比对照池提高0.44m3左右。

秸秆原料C/N比调节对沼气产气状况的影响

以玉米秸秆原料为试材,研究了不同碳氮比条件对沼气产气状况的影响。结果表明,碳氮比值为27.0的N1处理,累积产气量、稳定产气周期内的日平均产气量及碳转化效率等指标均达到最大值;随着碳氮比的降低,产气开始时间延迟且产气周期缩短,累积产气量也降低,并且碳转化效率也有所下降。

高效沼气微生物菌剂的冬季产气试验

筛选出了具有耐低温和分解秸秆性能的菌种,并经复合成为沼气发酵菌剂。在试验基地对该菌剂的冬季应用效果做了试验验证,分别在采用保温材料、暖棚以及太阳能措施的沼气池内添加菌剂,考察不同条件下菌剂对沼气产量的影响。试验结果表明,各组试验池产气量提高38.2%～45.5%,平均日产气量可达0.47～0.80 m3。对沼气池采取保温升温措施并添加高效微生物菌剂,可显著提高沼气池的水温和产气量,确保沼气池在冬季正常使用。

牛粪在沼气发酵过程中的水解酶酶活变化研究

实验研究了牛粪在沼气发酵过程中蛋白酶、液化型淀粉酶、糖化型淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶的酶活变化与沼气产量之间的关系。实验结果表明,这几种水解酶的酶活峰值正好处在沼气产气量的峰值期间。

生物炭强化厨余垃圾厌氧消化研究进展

厨余垃圾资源化利用是固废处理领域的研究热点。厌氧消化技术具有工艺成熟和产物附加值高等优点,是最常见的厨余垃圾处理技术之一。但其存在反应速率慢、抗冲击能力弱等问题。生物炭作为一种生物质衍生的碳基材料,凭借其独特的理化特性在强化厌氧消化过程中发挥重要作用。通过分析生物炭理化特性和系统梳理生物炭对厨余垃圾厌氧消化过程的影响,阐述了生物炭强化厨余垃圾厌氧消化的作用机制。同时提出生物炭强化厌氧消化领域的重点研究方向,以期为厨余垃圾处理提供理论指导和科学依据。

杭州市生活垃圾焚烧厂渗滤液季节性变化特征研究

以杭州某大型生活垃圾焚烧厂渗滤液处理站为例,通过监测垃圾焚烧厂渗滤液指标全年变化,研究垃圾焚烧厂渗滤液季节性变化特征。对渗滤液产生量及渗滤液pH、COD、氨氮以及渗滤液沼气产量变化进行分析探讨,以期提高渗滤液处理效率。结果表明,垃圾焚烧厂渗滤液pH、COD、氨氮受季节影响较大,呈现出明显的季节性差异;焚烧厂渗滤液月产生量范围为26 000~39 219 t,吨渗滤液沼气产量范围为19.0~31.8 m^(3)。

自动破壳沼气罐及其应用

可移动塑料沼气罐由于具有安装容易、使用方便等特点，深受用户欢迎。但由于其内部没有搅拌装置，液面上容易出现浮渣结壳，导致原料利用率不高、产气量下降。为此，笔者在制作可移动塑料沼气罐时增加了一些装置，制成可移动自动破壳塑料沼气罐，解决了浮渣结壳问题，提高了沼气产量。