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[科技日报]间歇空气搅拌可提升沼气发酵产气效率

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  据中国农科院最新消息,农业农村部沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制团队提出了一种新的沼气发酵搅拌技术——间歇空气搅拌,可以提高沼气的发酵和产气效率,改变了沼气发酵需要在严格厌氧条件下进行的传统认识。相关研究成果在线发表于《生物资源技术(Bioresource Technology)》。

  

  空气搅拌的容积产气率与其他搅拌方式的比较

  团队成员、农业农村部沼气所杨红男博士介绍,搅拌是畜禽粪污沼气发酵不可或缺的工艺环节。现有的搅拌方式有机械、水力和沼气搅拌。相比水力搅拌和机械搅拌,沼气搅拌在能耗、运行成本和实用性方面更具有发展潜力。但是沼气搅拌易受产气量的影响,并且需要防爆鼓风机、安全阀等复杂的安全设施。传统观点认为,由于氧气(空气)对严格厌氧的产甲烷菌具有毒害作用,因此,沼气发酵需要在厌氧条件下进行。

  团队基于国内外有关沼气发酵系统对微量氧气耐受及机制的最新研究进展,提出了采用间歇空气搅拌替代沼气搅拌的科学假设。通过实验室小试,证明了空气搅拌的可行性,并得出结论:相比现有的搅拌方式,间歇空气搅拌可以进一步提高产气效率,同时还具有去除沼气中硫化氢的作用。

  研究表明,间歇空气搅拌对沼气发酵过程产气效率提升的主要原因包括:空气搅拌增强了底物与微生物之间的传质效率;空气搅拌创造了瞬时的微氧环境,促进了颗粒性有机物的水解和挥发性脂肪酸的降解,增强了兼性菌和氢营养性产甲烷菌之间的互营关系。通过本研究,人们对沼气发酵过程兼性厌氧和严格厌氧微生物之间的关系与物质转化有了新的理解和认识。

(单位:农业农村部沼气科学研究所 )
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