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.     

Ca/Mg负载改性沼渣生物炭对水中磷的吸附特性

为处理含磷废水和实现沼渣资源化利用,将农业废弃物沼渣制备成生物炭(ZZs),通过Ca Cl2和MgCl2溶液对其进行浸渍改性,探究改性沼渣生物炭(CMZZs)对水体中磷的吸附特征.结果表明,改性后沼渣生物炭钙镁含量分别是改性前的1. 3和15. 4倍; SEM-EDS、BET、FTIR和XRD等测定表明,改性未改变生物炭表面化学官能团种类,但改性后生物炭出现新的衍射峰,与标准卡片对比后认为可能存在Mg(OH)_2、MgO等物质.当温度为303 K,溶液pH为9. 0时,CMZZs最大吸附量为76. 92 mg·g~(-1),是改性前的30. 1倍.等温吸附实验数据符合Freundlich方程,为多层吸附.吸附动力学分析发现,改性后生物炭在100 min内基本达到吸附平衡,吸附过程符合假二级动力学方程,以化学吸附为主.上述结果说明钙镁改性沼渣生物炭对于去除水中磷具有潜在价值.     

农村沼气的可持续发展探析

农村沼气在为农户提供大量优质能源的同时,在改善农村环境卫生条件和减少病原体的孳生及传播方面还具有显著作用。当前我国农村的沼气建设资金投入不足,建设标准比较低,后续管理不善,农民对沼气缺乏认知,在使用方面存在安全隐患。发展沼气生态农业必须从加大宣传力度和资金投入、扩展服务体系等方面入手,实现我国农村沼气的可持续发展。     

德国可再生能源政策与沼气工程简介

本文介绍了德国可再生能源政策,政策对沼气、光伏太阳能及风力发电行业的影响,沼气工程技术现状。德国的经验表明,政策激励是农场沼气工程发展的主要动力。     

气相色谱法测定沼气中的甲烷

用气相色谱法对沼气成份中的甲烷进行测试。色谱柱为Porapak Q填充柱,载气为氩气,最佳工作条件为:柱温40℃,检测器温度180℃,进样器温度100℃,桥电流50 mA,载气流速20.3 mL/min,并利用外标法建立工作曲线。结果表明:所选色谱条件能够快速准确的对沼气进行测试,分离效果好,有较高的重复性和准确度,适合大量样品的测定。     

不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响

在中温[(35±1)℃]条件下,采用批式发酵方式,研究了不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响.结果表明,不添加氮源时,麦秆挥发性固体(VS)产气量为323.97mL/g,甲烷含量为64.38%;厌氧发酵后发酵液中各形态氮含量均大幅增加,发酵液中的氮以铵态氮和有机氮为主;发酵后的麦秆中木质素含量增加,纤维素结晶区受到一定程度的破坏.添加氮源提高了微生物的活性,产气速率大幅提高,VS产气量提高了35.37%~50.20%,但对甲烷含量的影响不大.除硝酸钾外,添加氮源的各处理发酵液中均以铵态氮为主,占总氮的70%以上,添加硝酸钾的处理最低,仅为54.60%,均远高于对照的38.49%.添加氮源及不同氮源对发酵液中硝态氮含量的影响不大;添加氮源促进了微生物对麦秆中纤维素和半纤维的破坏,但对纤维素结晶区的影响不大.在各种氮源中,以添加尿素的效果最好.     

聚合氯化铝-壳聚糖复合絮凝剂的合成及在蓝藻沼液预处理中的应用

以聚合氯化铝(PACl)和壳聚糖(CTS)为主要原料合成了聚合氯化铝-壳聚糖(PACl-CTS)复合絮凝剂,考察了PACl与CTS的质量比、反应温度、反应液pH和反应时间等因素对PACl-CTS絮凝性能的影响,优化出PACl-CTS合成最佳工艺条件为:温度控制在70℃,m(PACl)∶m(CTS)=4∶1,反应时间1 h,pH值为4.通过红外图谱(IR)和扫描电镜(SEM)对PACl-CTS的微观结构进行了表征,表明PACl以一定的晶体结构镶嵌在CTS中,PACl和CTS之间存在一定的相互作用,而不是简单的复配.将合成的PACl-CTS应用于蓝藻沼液废水处理,结果表明,PACl-CTS对浊度、COD、TP具有良好的絮凝性能,当投加量为21.0 mg.L-1时,浊度、COD、TP的去除率分别达到了98.15%、67.78%和84.05%,可作为新型高效絮凝剂应用于蓝藻沼液废水预处理.     

人工湿地系统对含沼液畜禽废水净化效果试验研究

为了考察人工湿地处理含沼液畜禽废水的可行性,采用水平潜流人工湿地对含沼液畜禽废水进行处理实验。试验结果表明：在进水流量1.5 m3.d-1,水平潜流人工湿地系统对含沼液畜禽废水具有较好的处理效果。废水中COD、TP、TN和NH4＋-N浊度平均去除率分别为59.21%、53.80%、55.09%和55.57%.另外,通过对人工湿地沿程的污染物变化试验分析表明,人工湿地系统对污染物的降解是沿人工湿地水流方向逐渐降低的。     

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.     

Optimization of thermophilic anaerobic-aerobic treatment system for Palm Oil Mill Effluent (POME)

Optimization of an integrated anaerobic-aerobic bioreactor (IAAB) treatment system for the reduction of organic matter (Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Total Suspended Solids (TSS) concentrations) in Palm Oil Mill Effluent (POME) to legal standards with high methane yield was performed for the first time under thermophilic condition (50°C–55°C) by using response surface methodology (RSM). The experiments were conducted based on a central composite rotatable design (CCRD) with three independent operating variables, organic loading rates in anaerobic compartment (OLR_an) and mixed liquor volatile suspended solids (MLVSS) concentration in anaerobic (MLVSS_an) and aerobic compartments (MLVSS_a). The optimum conditions for the POME treatment were determined as OLR_an of 15.6 g COD·L^-1·d^-1, MLVSS_an of 43100 mg·L^-1, and MLVSS_a of 18600 mg·L^-1, where high aerobic COD, BOD and TSS removal efficiencies of 96.3%, 97.9%, and 98.5% were achieved with treated BOD of 56 mg·L^-1 and TSS of 28 mg·L^-1 meeting the discharge standard. This optimization study successfully achieved a reduction of 42% in the BOD concentrations of the final treated effluent at a 48% higher OLR_an as compared to the previous works. Besides, thermophilic IAAB system scores better feasibility and higher effectiveness as compared to the optimized mesophilic system. This is due to its higher ability to handle high OLR with higher overall treatment efficiencies (more than 99.6%), methane yield (0.31 L CH₄·g^-1 COD_removed) and purity of methane (67.5%). Hence, these advantages ascertain the applicability of thermophilic IAAB in the POME treatment or even in other high-strength wastewaters treatment.