白菜废弃物与玫瑰秸秆混合发酵的产气性能研究

以白菜废弃物和玫瑰秸秆为原料,采用批量厌氧消化工艺,在水浴恒温(35±1)℃的条件下进行混合发酵,探究不同配比的白菜废弃物与玫瑰秸秆混合发酵的产气潜力和产气特性。结果表明,经过33 d的发酵周期,白菜废弃物与玫瑰秸秆以质量比0∶3、1∶2、2∶1、3∶0不同配比混合发酵,对应的总固体产气率分别为254、248、213、191 mL/g。单一玫瑰秸秆发酵的产气潜力最优,单一白菜废弃物发酵的产气潜力最差。添加花卉秸秆能够有效提升蔬菜废弃物的产气效果,白菜废弃物与玫瑰秸秆为1∶2配比组的产气潜力优于2∶1配比组。

玫瑰秸秆与牲畜粪污厌氧消化特性及微生物群落研究

为了解玫瑰秸秆与猪、牛粪污在不同总固体(total solid,TS)含量厌氧消化中理化性质与微生物群落的动态变化,在常温条件下设置3种TS含量(3%、5%、7%)处理,对产甲烷量及厌氧消化系统的效率和稳定性进行分析,并结合定量荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)对关键微生物类群进行测定。结果表明,3%TS处理产甲烷量最高且延滞期短(20 d),以挥发性固体(volatile solid,VS)计,75 d累计产甲烷量262.80 mL·g^(-1) VS,比5%TS、7%TS处理分别高16.14%和23.86%。挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)在3种TS处理中均表现出先上升后降低的趋势。对厌氧消化系统中微生物菌群的分析表明,在3种TS处理下古菌群落中的甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)均为正常产气阶段(30~75 d)目水平下优势菌群,其中5%TS处理试验结束时最高丰度为77.46%;而细菌群落中脱硫弧菌目(Desulfovibrionales)为目水平下优势菌群,在75 d时,脱硫弧菌目的细菌丰度在3%TS、5%TS处理下相较于开始时(0 d)分别下降8.36%和1.24%,而7%TS处理上升1.68%。综上所述,3%TS处理为最优条件,具有最大产气量和最短的延滞期,微生物菌群的组成相对稳定高效,3%TS处理的厌氧消化系统可以有效地提高玫瑰秸秆厌氧消化性能。

玫瑰秸秆产沼气潜力的试验研究

以玫瑰秸秆为发酵原料,在恒温30℃条件下进行批量式沼气发酵试验。结果表明,发酵历时44 d,当发酵体系出现酸化时,在微生物的调节下,pH能够很快恢复,产气未受到任何影响。当提高玫瑰秸秆的发酵总固体含量到20%时,发酵体系表现出同样的规律。玫瑰秸秆的产气潜力为305 mL/g TS,324mL/g VS。

沼液预处理对玫瑰秸秆厌氧发酵产气特性的影响

以养猪场新鲜沼液为接种物,玫瑰秸秆为原料,在温度为35℃的条件下,研究沼液预处理对玫瑰秸秆厌氧发酵产气特性的影响。实验结果表明:当原料TS含量为20%的沼液预处理条件下,玫瑰秸秆厌氧发酵产沼气总产气量最大,为4752 ml。相对于对照组来说,产气量提高了67.44%。沼液预处理能够有效降解玫瑰秸秆中的细胞壁成分,预处理沼液量越高,原料纤维组分降解效果越明显。过量沼液预处理会使秸秆原料养分流失,因此,合理的沼液原料配比是沼液预处理的关键。

玫瑰秸秆厌氧发酵系统中氧化乐果降解的研究

为有效处理废弃玫瑰秸秆和有机磷农药对坏境的污染问题。在恒温35℃下,采用批量式工艺,通过废弃玫瑰秸秆的厌氧发酵来降解有机磷农药氧化乐果,并利用气象色谱仪来测定农药浓度的变化情况。结果表明:当氧化乐果浓度在100mg/L及以上时,开始抑制产沼气,当浓度在130mg/L及以上时严重抑制产气。在实验设置的条件下,整个发酵体系可承受的最大农药的降解上限为150mg/L。一定范围内,氧化乐果可通过秸秆厌氧发酵逐步降解,农药初始浓度越大,降解周期越长。