中草药残渣(Chinese herb-extraction residues,CHER)是一种不易被微生物利用的固体有机废弃物,厌氧消化时微生物降解的木质素会对纤维素形成物理屏蔽,阻碍微生物胞外酶水解催化作用。可见木质素降解是水解酸化首要步骤,木质素最初裂解需要分子氧存在,未经过好氧处理的木质素几乎不能在厌氧环境下被微生物降解。为此将厌氧发酵分成两相,即首先对CHER中温好氧水解产酸发酵,之后产甲烷发酵试验。结果表明,好氧水解发酵运行24 h时两相发酵累积甲烷产量达到最大值,VS产甲烷率为198 m L CH4 g-1VS,最大日产甲烷量为696 m L CH4 day-1,与单相发酵相比总甲烷产量提高30.3%。
为提高水稻秸秆在好氧厌氧两相发酵工艺中降解率,采用好氧水解阶段添加不同菌剂方法提高好氧产酸相纤维素降解率。结果表明,各处理组中木霉和黑曲霉混菌组较单一菌种组纤维素和半纤维素降解率更高,水解效果更好。其中木霉黑曲霉混菌曝气组,总酶活最高,纤维素和半纤维素降解效果最好,累积产甲烷量最高,TS产气量最高达到438.57 m L·g-1。由此可见,木霉、黑曲霉混菌并同时曝气供气方式能显著提高水稻秸秆固体有机物降解利用率,促进秸秆生物质转化为沼气。
为了考察高低2种进料固体含量在餐厨废弃物中温厌氧发酵中对产气效果的影响,该文将餐厨废弃物预先配制成固体质量分数为19.0%和9.5%的2种进料,应用单相连续厌氧发酵系统并设置低、中、高3个有机负荷,考察产气效率及厌氧反应器内部固体含量、氨氮浓度和p H值的变化情况。试验结果表明,高固体含量进料组的挥发性固体产气率在3个机负荷下均明显占优,分别为634.34、623.14和550.08 m L/g,而低固体含量进料组分别为549.86、491.22和0 m L/g。此外,采用高固体含量进料的厌氧反应器内固体质量分数一直保持在10%以下,符合湿法半连续发酵工艺要求。该研究对餐厨废弃物湿法厌氧发酵的沼气生产中,如何最大化节约原料稀释用水上提供了设计参考。
