沼气干式厌氧发酵技术研究

有机固体废弃物产量巨大,有机质含量高,直接排放将严重污染环境,采用厌氧发酵等生物手段可实现有机固体废弃物能源化利用,干式厌氧发酵技术在生物工程领域中起着尤其重要的作用,特别是在沼气和有机肥的生产利用方面。阐述了国内外干式厌氧发酵技术原理,分析了厌氧发酵过程中底物组成、底物预处理、接种物、有机负荷、p H、温度及搅拌等影响因素,探讨了该技术的应用现状,为深入研究干式厌氧发酵技术提供借鉴。     

CLR反应器处理垃圾焚烧发电厂渗滤液的实验研究

CLR反应器是在IC反应器的基础上优化的厌氧反应装置,详细介绍了改进的工艺和实验方案,对垃圾焚烧发电厂产生的渗滤液,采用CLR厌氧反应器进行实验研究,结果表明：在中温的环境下,CLR厌氧进水COD从4 200 mg/L逐渐提高到42 000 mg/L的情况下,并稳定进水COD浓度42 000 mg/L左右时,出水COD在8 400 mg/L左右,COD去除率为80％以上.CLR反应器处理实际渗滤液的负荷能够达到42 kgCOD/（m3·d）,产气效率为0.4L沼气/gCOD,从处理效果的分析为生产规模工程设计提供参考.     

酒精-沼气双发酵耦联系统同步脱氨除硫工艺

木薯燃料酒精-沼气双发酵耦联系统中,蒸馏废液含有一定浓度的硫酸盐和有机氮。经传统厌氧生物处理,所产生的氨和硫化氢不仅对厌氧处理体系中的微生物具有毒害作用,还会对酒精发酵酵母的生长和代谢产生不良影响。因此,对蒸馏废液厌氧脱氨除硫新工艺的研究具有重要意义。文章以厌氧流化床为反应器,对模拟废水中的氨和硫酸盐的同步去除进行了研究。模拟废水中含有氯化铵和硫酸钠,分别作为电子供体和电子受体,以葡萄糖作为唯一碳源。实验运行83 d,反应器有机容积负荷降至0.4 kg(/m.3d),SO42-和NH4+-N进水浓度分别升高至676 mg/L和200 mg/L。COD、硫酸盐和氨氮的去除率分别达到93.50%、67.22%和58.28%;氨和硫酸盐去除的摩尔比约为2:1,并在反应器出水中检测到了单质硫的存在,且其含量随反应进行不断增加。这些结果证明了厌氧流化床体系中同步脱氨除硫反应的存在。另外通过对不同阶段实验结果的分析初步探讨了该反应的机理。     

外加氨氮对玉米秸秆厌氧发酵的影响

以玉米秸秆为例,研究了氨氮浓度对农业废弃物厌氧发酵产甲烷性能以及沼渣特性的影响,并利用Gompertz方程对沼气及甲烷产生过程进行了数学拟合。实验结果表明:外加氯化铵浓度(1¹0 g/L)对秸秆厌氧产累计产气量影响不显著;但对累计甲烷产量、玉米秸秆中挥发性组分(volatile solid,VS)的去除率、沼渣组分等有显著影响。在外加氯化铵浓度为5 g/L时,即碳氮比(C/N)为15∶1时,产气组分中甲烷含量最高为1 039 mL,当外加氯化铵浓度为10 g/L时,产气组分中甲烷量最低仅为833 mL。此外,用修正的Gompertz方程能够很好地拟合各反应器的厌氧发酵产气产甲烷过程。高浓度氯化铵(10 g/L)对产甲烷量、VS去除率有抑制作用。氯化铵浓度对沼渣中纤维素含量影响不显著,对半纤维素及木质素含量影响显著。     

利用双室微生物燃料电池处理模拟废水的产电特性研究

本实验通过研究电池的启动过程、阳极有机物降解率和阴极Cu2+的去除率,评价了微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的产电和处理废水性能.以模拟糖蜜废水作为阳极基质,模拟电镀废水作阴极电子受体,建立简单的双室微生物燃料电池.结果表明在外电阻为800Ω的情况下,电池得到最大电压417.00 mV,从极化曲线上获得最大输出功率密度44.17mW.m-2,内阻为293Ω.电池在第五周期时,COD去除率也达到最高47.31%.在第四周期内,Cu2+最大的去除率为59.76%.综上所述,MFC在处理有机废水和电镀废水方面具有可行性.     

活性炭在中高温条件下对玉米秸秆厌氧发酵的影响

为提高玉米秸秆厌氧发酵的产气效果,本文研究活性炭在中温(38℃)和高温(50℃)条件下对玉米秸秆厌氧发酵产甲烷的效果及微生物学机制.结果表明,添加活性炭能显著促进秸秆厌氧发酵产甲烷,中、高温试验组(添加活性炭)的累积产甲烷量分别比对照提高了63%和96%;DGGE的结果显示,高温试验组(添加活性炭)和对照组(未添加活性炭)的发酵液中的优势细菌菌群分别是Clostridiale bacterium和Bacillus,中温对照组发酵液和中温试验组发酵液未发现明显优势菌种.添加活性炭分别有利于氢营养型的甲烷鬃毛菌(Methanosaeta concilii strain)和乙酸营养型的醋酸甲烷八叠球菌(Methanosarcina acetivorans strain),在中温、高温试验组的发酵液中形成优势古菌菌群.中温试验组活性炭载体上的优势古菌菌群为甲烷鬃毛菌(Methanosaeta concilii strain),而高温试验组活性炭载体上的优势古菌菌群主要为甲烷八叠球菌嗜高温菌属(Methanosarcina thermophila strain).     

北方粪污产沼能源型奶牛养殖场污染物削减核算

畜禽粪污的处理和污染物总量削减是畜禽养殖业主要关心的环保问题。该文以呼和浩特市某公司为例,通过为期一年的实地调研和监测研究北方地区典型产沼能源型规模化奶牛养殖场COD和氨氮的产排、削减情况。结果表明:(1)泌乳牛粪便、尿液、生产废水产生量共约50 kg/(头·d),在37.8~39℃条件下推流发酵26 d后,沼渣产生量占发酵前干物质的50%,沼液产生量占总发酵物料的73%,沼气产生量约占总发酵物料的1.8%。(2)泌乳牛粪污COD产生系数为1 040.91 g/(头·d),氨氮产生系数为27.27 g/(头·d)。(3)调节池可消减COD 5.90%,消减氨氮8.33%;在37.8~39℃条件下推流发酵26 d后,COD降解了33.84%,氨氮增加了100%;占总产生量19.87%的COD通过沼液回冲牛舍和沼渣作垫料内部消化,其余占总产生量40.17%的COD随剩余沼液还田。     

冷轧钢铁加工行业危险废物产污特征研究

采用资料调查、问卷调查及现场调查相结合的方法,研究了冷轧钢铁加工行业危险废物产污特征.研究表明冷轧钢铁加工行业危险废物的产生主要来源于酸洗、轧制、污水处理等环节,危险废物种类主要是废酸(HW34)、乳化液(HW09)、废矿物油(HW08)、表面处理废物(HW17)等.废酸、表面处理废物是控制企业危废产生量的关键因素,提高酸洗工艺效率、废酸循环利用能从源头上减少危险废物的产生和排放,有效降低危险废物的产生量.     

阳极材料对6 L微生物燃料电池性能及有机废水处理效果的影响

阳极材料是影响微生物燃料电池实用化的关键因素之一.本文以碳刷、碳布或石墨毡阳极和泡沫镍空气阴极制成紧凑式6 L单室双空气阴极微生物燃料电池(MFC),研究不同阳极材料对电池启动过程和运行以乙酸钠为基质的人工废水和实际屠宰废水的产电性能和废水处理效果的影响,比较了单位阳极成本的产电效益.结果表明:阳极材料对紧凑式MFC的启动过程没有明显影响;在产电性能方面,碳刷阳极MFC在人工废水和屠宰废水中的输出功率密度最高,分别为(56.3±1.8)W·m~(-3)和(19.5±0.8)W·m~(-3),其次为碳布阳极MFC,分别为(46.0±1.7)W·m~(-3)和(16.9±0.6)W·m~(-3),最差的是石墨毡阳极MFC,分别为(40.8±1.5)W·m~(-3)和(11.9±0.5)W·m~(-3);在废水处理效果方面,不同阳极MFC在运行人工废水或屠宰废水时COD去除率没有明显差别,均在90%左右.碳刷阳极MFC所产生的经济效益最高,在运行乙酸钠和屠宰废水时分别为(3.44±0.08)m W·元-1和(0.97±0.05)m W·元-1,分别比碳布MFC和石墨毡MFC高18.6%、12.8%和38.7%、80%.本研究结果说明碳刷是微生物燃料电池实用化过程中最合适的阳极材料.     

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。