秸秆厌氧干发酵产沼气的研究
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洋桔梗秸秆厌氧发酵产沼气试验洋桔梗秸秆是农作物的副产品之一,其具有丰富的碳水化合物和纤维素成分,是一种理想的生物质材料用于生物能源的生产。
利用洋桔梗秸秆进行厌氧发酵产沼气试验,可以有效地将其转化为有价值的能源资源,对于提高生物质能源利用率和减少环境污染具有重要意义。
本文将介绍对洋桔梗秸秆进行厌氧发酵产沼气试验的方法、实验结果和可能的应用前景。
一、试验方法1.秸秆颗粒大小的选择将洋桔梗秸秆进行粉碎处理,控制颗粒大小在1-3cm之间,这样可以提高厌氧发酵的效率,促进沼气产生。
2.挥发性固体含量(VS)的测定取洋桔梗秸秆样品,干燥至恒重,然后进行挥发性固体含量的测定,确定其有机质的含量。
3.菌种的选择选择适合厌氧发酵的菌种,如甲烷菌、乙酸杆菌等,接种到发酵罐中。
4.控制条件将洋桔梗秸秆放入发酵罐中,加入适量水分和微量元素,控制好发酵罐的温度、PH值和通气量等条件,保证良好的厌氧发酵环境。
5.沼气产生的监测在发酵过程中,每天对沼气罐中的沼气产生进行监测,记录下沼气产生的速率和成分,以及发酵罐中的温度和PH值等数据。
二、试验结果经过一段时间的厌氧发酵,得出了以下试验结果:1.沼气产生量经过30天的发酵,洋桔梗秸秆的沼气产生量达到了***m³,显示出了较好的发酵效果。
而且在后续的时间里,沼气的产生量仍在持续增加,表明洋桔梗秸秆具有良好的沼气产生潜力。
2.沼液的肥效在发酵过程中,产生的沼液含有大量的有机氮、有机磷和微量元素,是一种良好的有机肥料,可以用于农作物的生长,对农田的改良具有重要意义。
3.废弃物的处理洋桔梗秸秆作为农作物的副产品,经过厌氧发酵后可以得到沼气和沼液两种有价值的产品,不仅可以提高能源的利用效率,还可以将生物质废弃物转化为资源,对于农业生产和环境保护都具有积极的意义。
三、应用前景1.生物质能源生产洋桔梗秸秆的厌氧发酵产沼气试验结果显示,可以将其作为生物质能源原料,进行沼气的生产,为农村地区提供清洁、可再生的能源资源。
常温干式厌氧发酵水稻秸秆产沼气试验研究刘伟伟1,马欢2,王继先1,朱德泉1,夏萍1 (1安徽农业大学工学院,合肥,230036;2中国科学院合肥等离子体物理研究所,合肥,230031)摘要:试验将水稻秸秆经白腐菌的预处理后,在常温下进行厌氧干式发酵。
对其发酵过程中的生物气产量、pH值、乙酸及甲烷含量等多种关键性指标进行了动态跟踪监测。
结果表明,水稻秸秆经过C/N调节和白腐菌预处理后,前45d的累积产气量约占总产气量的80.4%;发酵原料TS产气率为0.457m3/kg。
与常规湿式厌氧发酵相比,常温干式厌氧发酵不仅提高了池容效率,而且单位原料产气率也提高了26.9%,产气速率的增加大大缩短了发酵周期,发酵液pH值稳定在6.8~7.5。
研究表明厌氧干发酵产沼气是一种技术上可行的农业废弃物资源化利用方式,为水稻秸秆这种难以降解的大规模纤维素类资源利用提供了重要的设计依据和利用途径。
关键词:水稻秸秆;常温;干式厌氧发酵;沼气中图分类号:S216.40、引言我国是传统的农业大国,农作物秸秆资源拥有量居世界首位,年产生水稻秸秆达6.4亿t。
长期以来,大量秸秆露天焚烧不仅造成极大的资源浪费,而且带来严重的环境污染。
直接燃烧作为农村能源,热效率仅为10%~30%[1]。
研究表明,如果1kg秸秆转化为沼气燃烧可使秸秆的有效热值提高到64%。
因此,将秸秆作为一种生物质资源,研究其适用的利用途径,对实现其资源化,解决我国农村清洁用能问题,提高农民生活水平,改善农村生态环境,实现农业可持续发展,缓解传统化石能源压力等,均具有重要意义[2-4]。
厌氧消化是利用厌氧微生物在无氧存在环境下的自身代谢功能,实现有机物分解消化,以达到废弃物降害或无害化处理和能量回收的目的的技术,广泛应用于能源、环保等众多领域[5-7]。
自1980年康奈尔(Cornell)大学首先进行干式发酵研究以来,世界各国开始研究低水分的城市垃圾、农林业残余物及相似的有机沉积物的厌氧发酵[8、9]。
洋桔梗秸秆厌氧发酵产沼气试验
本次试验旨在探究洋桔梗秸秆厌氧发酵产沼气的效果,为生物质资源综合利用提供一种可行的途径。
1. 实验方法
1.1 实验设备和材料
实验设备包括:沼气发酵罐、沼气回收系统、沼气发酵罐温度控制装置等。
实验材料包括:洋桔梗秸秆、水、菌种。
1)将洋桔梗秸秆割成适宜的长度,装入3L沼气发酵罐中,加入适量水,使料水比达到1:2。
2)将适量的菌种加入发酵罐中,密闭罐口。
3)启动温度控制装置,将发酵罐内温度控制在37-40℃。
4)定期测量沼气产量和甲烷含量。
5)测量发酵罐内温度、pH值、挥发性酸含量等重要参数,并加以控制。
6)停止发酵后,收集沼渣并进行定量分析。
2. 实验结果
2.1 沼气产量
经过40天的发酵,洋桔梗秸秆厌氧发酵产沼气试验的沼气产量为XXXm3,平均每日沼气产量为XXXm3。
2.2 甲烷含量
经过发酵,洋桔梗秸秆产生了XXXkg的沼渣,其中有机质含量为XX%。
3. 结论
洋桔梗秸秆在厌氧条件下可产生大量沼气,并可得到丰富的有机肥料——沼渣。
通过此次试验,我们证明了洋桔梗秸秆的厌氧发酵产沼气及其综合利用的可行性,有望在生物质资源利用中得到广泛应用。
秸秆粪便混合厌氧发酵产沼气特性【摘要】为考察玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵产沼气特性,以10L的厌氧发酵装置,并用单一玉米秸秆发酵和单一猪粪发酵作为对照,对以玉米秸秆和猪粪混合发酵进行研究。
发现玉米秸秆猪粪混合发酵可以加快玉米秸秆产气并可大幅度提高玉米秸秆产气量,试验组最高日产沼气量分别比单一玉米秸秆组、猪粪组提高47.36%和32.22%;实验组的甲烷含量与单一猪粪组相似,高于单一玉米秸秆组;各组的pH均在8.20左右。
相关性分析表明,原料中含混合发酵组的pH与日产沼气量间呈极显著性负相关(P<0.01)。
【关键词】玉米秸秆;猪粪;混合厌氧发酵;pH;沼气中国作为农业大国每年都产生多达7.2亿吨秸秆,许多被丢弃、直接焚烧;畜禽粪便年产生量也达20.1亿吨[1],许多未经处理排放,造成了严重的环境污染问题。
利用厌氧发酵技术将有机废弃物转化为沼气,对于获取新型能源和控制农村面源污染都有积极意义。
随着经济发展,畜禽养殖已由过去的农户分散养殖过渡为集中养殖,可能造成部分户用发酵原料短缺;而秸秆存在一定季节性、降解率低、易出现漂浮分层结壳等问题,使纯秸秆发酵较难被接受[2]。
故沼气发酵原料是亟待解决的问题。
而将粪便秸秆混合发酵可以有效地弥补单一原料发酵的弊端,同时还可解决沼气原料短缺的问题。
刘战广等[3]研究了猪粪与稻秆的混合发酵,发现调节粪草比可以从原料转化速率方面提高发酵效率。
Xie等[4]研究了不同猪粪青贮饲料的配比厌氧发酵,结果表明当猪粪与青储饲料的挥发性总固体的比例为1:1时产气量最大。
有关秸秆粪便混合厌氧发酵与产气效果、发酵中pH关系的研究广受关注。
本研究采用10L厌氧发酵装置,以玉米秸秆和猪粪进行混合发酵,并以单一玉米秸秆发酵和单一猪粪发酵作为对照,研究玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵产沼气特性,为混合原料产沼气及实际工程运用提供有价值的参考。
1 材料与方法1.1 材料试验装置玉米秸秆总固体含量(Total Solids,TS):90.8%,挥发性固体含量(V olatile Solids,VS):79.6%。
稻草秸秆厌氧发酵产沼气研究稻草和秸秆是农作物产生的剩余物质,其潜在的能源价值一直备受关注。
其中,厌氧发酵是一种能够将这些生物质转化为沼气的有效方式。
本文将就稻草和秸秆的厌氧发酵产沼气研究展开讨论。
首先,稻草和秸秆的厌氧发酵是指在缺氧的环境下,利用厌氧细菌将有机物质转化为沼气的过程。
这些有机物质在发酵过程中被分解成沼气的主要成分,包括甲烷和二氧化碳。
沼气不仅具有高热值,可以被用作燃料,还可以用作发电或供暖。
然而,稻草和秸秆作为厌氧发酵的底物也存在一些挑战。
首先,其纤维素和半纤维素的含量较高,这使得生物降解变得困难。
这需要通过物理或生物方法来打破纤维素和半纤维素的结构,以提高底物的降解效率。
其次,底物中氮和硫的含量也较高,这会导致底物中产生硫化氢等有毒气体。
因此,必须控制好底物的氮硫平衡,以保证发酵反应的顺利进行。
在稻草和秸秆的厌氧发酵过程中,如何提高产沼气效率也是一个重要问题。
一种常用的方法是通过混合底物来提高发酵效果。
例如,将稻草和秸秆与家畜粪便等高产沼气底物进行混合,可以提供更丰富的养分和菌群,从而促进发酵反应。
此外,添加一些辅助材料,如酶或微生物,也可以加速底物的降解,提高产沼气效率。
最后,稻草和秸秆的厌氧发酵产沼气研究在实际应用上也具有重要意义。
中国是一个农业大国,农作物剩余物质的处理一直是一个难题。
利用稻草和秸秆产沼气既能解决废弃物的处理问题,又能提供可再生能源,实现农业废弃物的资源化利用。
因此,稻草和秸秆的厌氧发酵研究不仅有理论意义,也有实际应用价值。
综上所述,稻草和秸秆的厌氧发酵产沼气研究是一个具有潜力和挑战的领域。
通过加强对底物特性和发酵机理的研究,探索合适的发酵条件和方法,可以实现农作物剩余物质的高效转化和能源利用。
这将有助于解决农业废弃物处理问题,推动可持续能源发展。
秸秆沼气应用试验研究摘要农村畜禽养殖量下降,畜禽粪便短缺,制约农村沼气发展,而利用农作物秸秆生产沼气是解决沼气发酵原料不足问题的有效途径之一。
以水稻秸秆和猪粪为主要原料,开展秸秆沼气应用试验,结果表明,纯秸秆沼气发酵产气较慢;从原料配比情况综合考虑,适宜的原料配比应该是30%水稻秸秆+70%猪粪,其次是50%水稻秸秆+50%猪粪。
关键词作物秸秆;沼气;应用;产气量近年来,随着国家对农村户用沼气建设投资力度的逐年加大,沼气池的建设及使用成效喜人,不仅给农户带来廉价清洁的能源,也改善了农村的生态环境卫生。
沼气的发酵原料是人和畜禽粪便,但现今随着农村畜禽养殖量的逐渐减少,畜禽粪便严重短缺,极大地制约了农村沼气的发展。
挖掘开发新的沼气发酵原料,拓宽原料来源,是农村沼气可持续发展的助推器。
利用农作物秸秆厌氧生产沼气是当今有效解决沼气发酵原料不足问题的途径之一[1-3]。
安康市汉滨区国土面积3 673.3 km2,耕地面积5.26万hm2,占总面积的14.32%,其中水田面积占农耕地面积的23.78%。
年播种面积约7.33万hm2,作物秸秆资源非常丰富,作物秸秆资源主要用途为直接还田、农户自留作燃料和畜禽饲料。
根据2011年主要农作物种植面积及产量计算,各种作物秸秆理论资源量为229 394 t,可收集资源量为200 529 t,可利用资源量为151 902 t,其中作为燃料使用的仅有26 257 t,占可利用资源量的17%,其余基本被用作还田和焚烧。
通过计算,全区主要农作物平均播种面积可利用秸秆资源为3.63 t/hm2,人均秸秆资源量为203.35 kg。
农作物秸秆利用率极低,浪费严重。
因此,开展水稻秸秆沼气应用试验,以期缓解沼气发酵原料不足问题,拓宽沼气原料来源。
1 材料与方法1.1 试验概况在借鉴全国户用秸秆沼气示范推广经验和技术的基础上,结合汉滨区实际,以水稻秸秆和猪粪为主要原料,选择2004年建设的不漏水、不漏气沼气池进行试验。
粪污和秸秆厌氧发酵产生沼气的技术与工程实践摘要:粪污和秸秆的厌氧发酵是一项重要的生态技术,可通过产生沼气实现可再生能源生产和有机废弃物处理的双重目标。
本文旨在探讨这一技术的关键方面和工程实践,重点介绍了发酵过程中的微生物参与、反应条件的优化以及产沼气设施的设计和运营管理。
通过深入研究,我们发现在粪污和秸秆的混合发酵过程中,合适的C/N比、温度、pH值和有机负荷是实现高效沼气产生的关键因素。
此外,微生物的多样性和互补性也对发酵效率有显著影响,这提示了微生物社群管理的重要性。
工程实践方面,沼气生产设施的选址、设计和操作维护都需要综合考虑,以确保长期稳定的沼气产量和质量。
最后,本文强调了粪污和秸秆厌氧发酵作为一种可持续的废弃物管理和能源生产方法的潜力,以及其对减少温室气体排放和实现生态可持续发展的重要性。
关键词:粪污;秸秆;厌氧发酵;沼气;可再生能源引言:在当今世界,可再生能源和环境保护已成为全球关注的焦点。
粪污和秸秆的厌氧发酵作为一项有望实现能源生产和废弃物处理的生态技术备受瞩目。
随着人口的增长和工业化的加速,废弃物处理和能源需求不断增加,这使得寻找可持续的解决方案变得至关重要。
粪污和秸秆,作为两种广泛存在的有机废弃物,正日益引起人们的注意,因为它们具有潜在的沼气生产价值。
本文旨在深入探讨粪污和秸秆厌氧发酵技术以及相关的工程实践,以便为科研人员、工程师和政策制定者提供有关如何利用这一技术的关键见解。
我们将重点关注微生物的角色、发酵条件的优化以及沼气设施的设计和运营管理等方面。
通过此研究,我们将揭示粪污和秸秆厌氧发酵在解决能源和环境问题方面的潜力,为未来的可持续发展提供有力支持。
一、微生物在粪污和秸秆厌氧发酵中的关键角色微生物在粪污和秸秆厌氧发酵过程中发挥着至关重要的作用,它们是这一生物化学过程的关键执行者。
本节将深入探讨微生物在粪污和秸秆厌氧发酵中的关键角色,包括其种类、功能以及微生物社群的多样性和互补性。
麦秸中温厌氧干发酵技术实验研究黄俊;何予鹏;牛俊玲;李刘杰;张全国【摘要】本文研究了麦秸秆中温厌氧干发酵过程中的沼气产量和发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量及其与发酵条件的相关关系.实验结果表明,沼气产量随着发酵原料中固体浓度的增加而减少;发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量和发酵原料中固体浓度的关系并不十分明显,但在沼气产量较高的发酵工况下,其发酵残留物中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量较多,为进一步开发秸秆中温厌氧干发酵技术提供科学参考.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2010(028)001【总页数】4页(P7-9,13)【关键词】农作物秸秆;干发酵;产气特性;发酵残留物【作者】黄俊;何予鹏;牛俊玲;李刘杰;张全国【作者单位】河南农业大学机电工程学院,郑州,450002;河南农业大学机电工程学院,郑州,450002;河南农业大学机电工程学院,郑州,450002;郑州航空工业管理学院,郑州,450002;河南农业大学资源与环境学院,郑州,450002;河南农业大学机电工程学院,郑州,450002【正文语种】中文【中图分类】S216.4;X705我国是个农业大国,农作物秸秆资源非常的丰富,大量的农作物秸秆被弃置或焚烧,造成了能源浪费和环境污染[1]。
利用厌氧发酵技术处理这些废弃的农作物秸秆,不但能缓解农村能源紧缺的问题,而且可以改善农村生态环境[2,3]。
因此,充分利用农作物秸秆进行沼气发酵必然成为中国沼气的发展方向[4]。
农作物秸秆的传统湿法厌氧发酵存在很多缺点,如结壳、沼渣和沼液运输贮存或使用不方便且处理费用高[5]。
厌氧干发酵法具有产气量相对较高、可长时间产气、自身能耗低、设备稳定、能避免湿发酵需经常进出料的麻烦、发酵过程营养成分损失少[6,7,8]、发酵残留物不需要脱水便可作为有机肥料使用等优点,这些优点引起了国内外研究者对厌氧干发酵的广泛研究[2,9],如国外的车库型、气袋型等发酵技术已经比较成熟[10,11]。