淀粉酶前处理应用于猪粪沼气发酵的研究

沼气发酵经历了水解、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段,若发酵原料是一些小分子水溶性物质,则产甲烷阶段将是整个过程的限制阶段,若发酵原料为大分子复杂有机物,则第一阶段便成了限制阶段。在实际应用中,沼气发酵的原料通常为复杂的大分子有机物,因此原料的水解反应速度决定了整个沼气发酵过程的速度。为消除水解阶段的限制,提高沼气发酵的效率,本实验尝试采用水解酶前处理技术,在猪粪沼气发酵前,先用淀粉酶预处理。实验结果表明经淀粉酶处理后,猪粪的TS和VS降解率,累积产气量,原料产气潜力,最大容积产气率,与对照组相比有明显的提高,其中经α-淀粉酶和γ-淀粉酶共同处理的TS和VS降解率分别提高了10.84%和11.11%、累积产气量提高了14.71%、原料产气潜力提高了14.7%、最大容积产气率提高了19.79%。     

浅谈沼气发酵在生态农业中的应用

在生态农业系统中，植物将太阳能转化为植物能后，通过食物链在生态农业内各生物间进行能量转换，能量在流动过程中损耗率极大。损失主要表现为生物呼吸消耗热能和废弃有机物（根、茎、叶、粪便、尸体等）中所含能量没有利用或没有充分合理利用。对废弃有机物中含的能量，可以通过沼气发酵来吸收利用。沼气发酵实质上是把微生物在土壤中对有机物的分解过程转移到沼气池中进行，发酵的原料主要为禽畜粪便和作物秸秆两大类，使沼气菌（厌氧菌）分解有机物时散发的可燃气体沼气可为人们生产和生活之用。一、沼气能利用开发沼气能是我国利用生物…     

沼气——一种有前途的新能源

沼气基本上属于生物能的范畴,我们所说的沼气不是指天然沼气,而是人工沼气,所以,它是属于二次能源(即人工能源)。人工制取沼气的方法叫做厌氧消化(甲烷发酵),这是在隔绝空气的条件下,利用甲烷细菌使有机物发酵而分解。人工制取沼气已有一百年的厉史,这并不是一     

广东省召开环保暨监测工作会议

沼气是有机物发酵产生的一种易燃易爆的混合气体。在密封情况下，沼气和空气混合，其中沼气含量达40～50％时，遇火或高温即极易爆炸。由此引起的贮粪池或沼气池的沼气爆炸事故已时有发生，但在特殊情况下引起的沼气爆炸却鲜为人知。     

纸浆废水的沼气发酵

一、沼气发酵的原理在我们生活中由于动、植物的尸体腐败、分解而产生气体的例子举不胜举,如富营养化的河流和淤积污泥的下水道等就是其例。通常我们把复杂的有机物由于各     

水葫芦加动物排泄物两相厌氧生物处置工艺

水葫芦加动物排泄物两相厌氧生物处置,每1 kg鲜水葫芦乎均产气量为330 L,为水葫芦直接两相厌氧处理的3.4倍左右。气体中甲烷含量为74%左右,系统出水COD在150～235mg/L之间,SS在40mg/L左右。在系统稳定运行过程中,产酸相处于乙酸化状态。该工艺启动期短,有效地克服了现有沼气发酵池运行过程中所存的浮泥、污泥结块等现象,提高了有机物的厌氧产气率和工艺运行的稳定性,具有较大的实用价值。      

温和湿热预处理对稻秸理化特性及生物产沼气的影响

为考察温和湿热预处理提高秸秆产气速率的可行性,以水稻秸秆为原料,在湿热预处理温度80℃、物料含水率60%条件下,通过分析湿热处理前后稻秸理化特性及厌氧生物产气特性的变化,研究不同湿热预处理时间对秸秆预处理及产沼气效果的影响.结果表明,温和湿热预处理促进了稻秸有机物的溶出,预处理后稻秸水浸提液pH值有较大幅度下降,而COD、TVFA和乙酸含量均大幅度增加,与对照组相比,T1、T2和T3处理秸秆水浸提液COD浓度分别增加了47.19%、55.18%和60.62%,TVFA浓度分别增加了22.34%、33.98%和50.12%,乙酸浓度分别增加了19.52%、34.02%和49.37%,并且乙酸占TVFA百分比均超过85%以上,差异显著性分析表明,处理T1水浸提液各理化特性指标与对照组相比呈极显著差异,而不同温和湿热预处理之间无显著差异;对稻秸纤维素组分破坏效果明显,但不同预处理时间对秸秆木质纤维组分破坏效果影响不大;厌氧发酵产气的结果表明,温和湿热预处理可明显提高稻秸厌氧生物产沼气,发酵20 d平均容积产气率可提高12.53%以上,累积TS产气率可提高36.17%以上.可见,温和湿热预处理提高秸秆厌氧生物产沼气效果是可行的,考虑到工程应用中预处理能耗成本因素,湿热预处理时间以T1处理(即6 h)为宜.     

不同TS浓度互花米草沼渣二次发酵特性研究

中温（35±1）℃条件下,沼渣经6%的NaOH常温下处理48 h后,在TS含量8%、10%、12%的条件下沼气发酵.分析了发酵过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、pH值、挥发性脂肪酸（VFA）的变化,从不同角度考察TS含量负荷对沼渣二次发酵特性的影响.单位TS的日产气高峰分别达10、14、13 mL.g-1,累积产气率为217、227、228 mL.g-1,甲烷含量均在65%以上.发酵过程中最低pH为7.04.乙酸浓度最高分别为3 364、3 286、5 728 mg.L-1,丙酸和丁酸浓度均低于1 100 mg.L-1.结果表明,沼渣为难降解有机物,分解缓慢,不易出现酸化现象,但仍具有较强的产气潜力.     

多菌种混合发酵转化秸秆技术的研究及应用进展

农作物秸秆是农业生产的副产品,也是一项重要的生物资源。利用微生物的广泛适应性和多功能性来转化秸秆已日益受到国内外科学研究者重视,特别是多菌种混合发酵是将秸秆纤维素转化为蛋白质、乙醇、乙酸等最具发展前景的方法。文章通过混合菌降解秸秆纤维,转化利用秸秆制蛋白饲料、燃料酒精、农用沼气等方面,对混合菌发酵转化秸秆技术的研究进展进行阐述。混合菌发酵转化秸秆已成为农业综合开发领域的一个亮点,正在朝着多元化,深层次的方向发展。     

低温沼气发酵影响因子初探

在8℃低温条件下,研究了青海高寒地区的沼气发酵的最适底物配比,pH、TS浓度、盐度等发酵因子。结果如下:猪粪∶牛粪∶羊粪∶油菜秸秆配比为1∶1∶2∶1时,沼气产量最高;低温沼气发酵试验最显著影响因子为pH,其次是TS浓度和盐度,沼气发酵最佳条件为pH 7.2,TS浓度为8%,盐度为4%,产沼气量最高可达80.1%,因此优化甲烷菌低温发酵条件能够促进产气量的增加。     

基于秸秆后发酵产沼气的一次发酵时间优化

采用"一次发酵+NaOH处理+二次发酵"工艺,以稻秸为原料,研究一次发酵时间对稻秸沼气发酵的影响.结果表明,一次发酵后的稻秸仍有一定的产气能力,干物质(TS)产气量为28.11～50.73mL/g TS,产气量大小与一次发酵时间成反比;一次发酵后的稻秸经NaOH处理后,稻秸物质结构受到明显破坏,有机物大量溶出,稻秸浸提...     

接种物种类对玉米秸秆沼气干发酵过程的影响

以玉米秸秆为原料,分别以液态牛粪沼气发酵的剩余物及玉米秸秆沼气干发酵的沼渣为接种物进行沼气干发酵试验.秸秆与接种物之比(F/I,基于可挥发性固形物VS)分别为1、3、5,研究了接种物种类和接种量对沼气干发酵过程的启动速度、累积产气量以及微生物菌群结构变化等的影响.试验结果表明:接种液态牛粪沼气发酵剩余物的发酵罐的启动速度及累积产气量均明显优于以玉米秸秆沼气干发酵沼渣为接种物的发酵罐.以液态牛粪沼气的沼渣做接种物时,接种量F/I=1、3、5时的总产气量差异不显著(p0.05);用秸秆干发酵沼渣做接种物时,F/I=1的发酵罐能正常启动,但累积产气量为66.9 L·kg-1(以VS计),比接种液态牛粪沼气发酵剩余物的发酵罐低26%.而F/I=3和5的发酵罐则由于过度酸化而导致发酵失败.     

乙醇预发酵对餐厨垃圾与酒糟水解酸化和甲烷发酵的影响

为了解决餐厨垃圾与酒糟干式甲烷发酵过程易酸化问题,考察了两种乙醇预发酵方式-餐厨垃圾单独预发酵和餐厨垃圾与酒糟混合预发酵对底物水解酸化和甲烷发酵的影响,并与不进行乙醇预发酵的对照组比较.结果显示,对照组、餐厨垃圾单独预发酵组(简称“FW预发酵组”)、餐厨垃圾与酒糟混合预发酵组(简称“FW+DG预发酵组”)的甲烷总产率分别为22.8, 222.4, 231.3mL/gVS.乙醇预发酵可以促进发酵底物的水解,预发酵结束后,FW预发酵组发酵底物中的乙醇、总挥发性脂肪酸(TVFA)、乙酸浓度与对照组相比分别提高了4.5、1.4、4.9倍,FW+DG预发酵组则分别提高了7.8、1.6、5.9倍.另外,在甲烷发酵过程中,预发酵组的乙醇浓度显著高于对照组,而乙酸、丙酸和TVFA浓度明显低于对照组,表明乙醇预发酵使有机物更多的转化为乙醇,减少了有机酸的生成,有效缓解甲烷发酵过程中的酸积累、产甲烷受抑制等问题.     

高温碱间歇式处理对互花米草厌氧发酵特性的影响

以互花米草为原料,采用中温(35±1)℃批式发酵的方式,考察了NaOH高温碱间歇式处理对互花米草厌氧消化过程的影响.结果表明,互花米草一次发酵至产气停止,单位TS产气量为263mL/g,发酵过程中出现酸化现象, pH值最低为5.17.二次发酵原料为一次发酵后的固体残余物,主要组分为可分解有机物以及一些难分解有机物,过程中未出现酸化现象, pH值经短暂下降后很快稳定在7.5左右,累积产气量在一次发酵的基础上提高了46%.互花米草单位TS产气量为383mL/g.消化液中有机酸乙酸含量最大,丙酸和丁酸含量相当.     

原料不确定性对沼气工程的影响及对策

我国应用最广泛的沼气工程主要分为大中型沼气工程和户用沼气池,沼气工程是作为固定资产进行设计和修建的,一旦工程建成,发酵装置容积及其对原料数量的需求就已固定.发酵原料来源主要是沼气工程业主的废弃物,存在不同程度上的原料来源的不确定性.无论哪种沼气工程,原料来源的不确定性会使沼气生产受到影响,而沼气工程大多数在设计和修建时都没有应对原料不确定性的预备措施,这就给稳定运行留下了隐患.     

沼气产生的两步一级反应耦合模型

根据有机物厌氧产生沼气的生化机理,假设沼气通过两步相互衔接的一级反应生成,即复杂有机物的水解酸化反应和简单有机酸的产气反应.根据假设,建立了基于两步一级反应耦合的沼气产气率与产气量随时间变化的数学模型.该模型用统一的数学公式对沼气产气率随时间变化的倒“U”形曲线进行了解释,指出这一过程是两步相互衔接的一级反应相互作用的结果.已知有机物质量,通过拟合或根据经验得出K值后,利用该模型可解出任一时刻有机物的产气率、产气量、最大产气率及其发生的时间.拟合表明,两步反应的反应常数趋于相等.利用该模型可导出已有的Scholl Canyon模型,并可对Palos Verdes模型和Sheldon Arleta模型的经验假设进行解释.      

规模化养牛场牛粪污综合利用研究

利用牛粪生产沼气,并将副产物有效利用是处理牛粪污的有效途径,为提高牛粪厌氧发酵的产气效率和副产物的利用率,整体工艺采用牛粪发酵前固液分离,固体进行好氧发酵回填牛卧床,分离液进行厌氧-好氧发酵,厌氧发酵产生沼气为系统增温,最后液体通过人工湿地处理达标排放。结果表明:对牛粪进行发酵前固液分离,降低了物料的粘度,利于微生物的传质,可以取得较好的产气效果,沼气通过沼气燃烧炉转化为热能为系统增温降低了其他能源的供给,同时湿地的利用也有效地改善了养牛场周边环境,为牛粪污生产沼气工程提供新思路。     

一种适用于高悬浮物有机废水处理的新型厌氧装置

本研究的厌氧反应器具有UASB工艺与两相消化装置的特点,将发酸酵、甲烷发酵、沉淀分离3个工艺过程有效地组合成一体,并利用所产生的沼气及水位变化控制进行无需外加动力与设备的自动回流搅拌,以适应于处理高悬浮物的废水,并避免堵塞、短流与浮渣板结等问题。120L反应器在35℃下处理好氧剩余污泥的试验表明,在HRT3.53—8.57d条件下,其有机物去除率达51.4％—58.6％,在HRT为7.5d时,其有机负荷为2.97kgSS/(m~3·d),COD负荷为3.89kgCOD/(m~3·d),平均有机物去除率为55.3％,所产沼气含甲烷60％以上。     

一体双腔室沼气发酵系统及其配套技术的推广应用

采用自行设计的一体双腔室沼气发酵系统及其配套技术和筛选的低温菌种,以有机废物等为原料,制取沼气。本发酵系统结构简单,成本低,变废为宝,改善环境,提高效益。     

利用微生物菌群低温下提高沼气产气量试验研究

实验室筛选培养出厌氧水解细菌混合菌A和厌氧纤维素分解菌混合菌B。利用这两类厌氧发酵混合菌,研究了3种不同配方的混合菌对猪粪沼气发酵产气率的影响。3种配方的实验组的沼气产量分别比对照组提高28.08%、24.93%和32.95%。3种配方对原料TS(Total Solid)的利用率均有提高,TS利用率分别比对照提高9.42%、6.02%和11.78%。以上结果表明,实验室所筛选的厌氧水解细菌混合菌A和厌氧纤维素分解菌混合菌B,都有利于提高猪粪发酵的沼气产量、原料利用率,是一种极有开发前景的沼气发酵生物活性添加剂。