生物发酵技术：低成本生物发酵复合促进剂

规模化厌氧发酵技术是实现资源循环和能源再生利用的一项新能源技术。厌氧发酵沼气工程在德国、瑞典、丹麦、英国等国家发展较早，已实现规模化、自动化和集成化。提纯、净化后的生物燃气已应用于交通、电力和市政等领域。虽然规模化厌氧发酵沼气工程技术在我国已经取得快速的发展，但仍面临许多技术难题，如产气不稳定、甲烷含量低、有机物降解不彻底、沼渣沼液再利用难等。研究表明，在厌氧发酵系统引入复合添加剂可以有效地改善厌氧发酵系统的综合性能。

近期，西安建筑科技大学功能材料研究所的云斯宁教授（点击查看介绍）（通讯作者）新能源材料研究团队在国际生物资源技术权威期刊Bioresource Technology 发表论文，报道了该课题组开发的一系列低成本功能厌氧发酵复合促进剂，并将其应用于生物质能源厌氧发酵系统。复合促进剂的加入显著提高了发酵性能（总产气量：485.7-681.9 mL/g VS范围；甲烷含量：63.0-66.6%），明显优于对照组（361.9 mL/g VS；59.4%）。TS、VS、CODt降解率（29.7-55.3%, 50.9-63.0%, 46.8-69.1%）相比于对照组也具有明显的提升（26.2%, 37.1%, 39.6%）。进一步的研究还表明：引入这类低成本功能厌氧发酵复合促进剂后，发酵系统所获得的沼渣具有良好的稳定性和理想的氮、磷、钾等营养元素含量。此外，基于能源产出、稳定性、降解力、肥效、安全性等发酵过程的关键指标，该工作创造性地提出并建立了促进剂评价系统。这一系统不仅可以对已开发的促进剂进行系统的综合性能评估，还为新型厌氧发酵促进剂的设计与研发提供了新的思路。

图1. 引入不同类型低成本复合促进剂厌氧发酵累计的产气量与甲烷含量的对比

图2. 引入不同类型低成本复合促进剂的厌氧发酵系统pH与COD的动态变化规律

图3. 引入不同类型低成本复合促进剂的厌氧发酵系统沼渣稳定性的评估。（a）热重分析曲线；（b）示差扫描量热分析曲线；（c）沼渣氮、磷、钾营养元素的含量。

图4. 低成本复合促进剂厌氧发酵系统综合性能评价

开发并利用清洁能源以替代传统能源是缓解当前严峻生态危机的有效途径，而利用有机废弃物生产沼气的厌氧发酵技术，不仅能满足清洁能源产出的需求，更具有环境治理效益。利用这些成本低廉的材料设计出的功能性厌氧发酵促进剂不仅能提升沼气产量，促进有机物降解，更可以提高沼渣肥料化的利用潜力，实现废弃物资源化的综合利用。

该论文作者为：Chen Zhang, Sining Yun, Xue Li, Ziqi Wang, Hongfei Xu, Tingting Du

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Low-cost composited accelerants for anaerobic digestion of dairy manure: Focusing on methane yield, digestate utilization and energy evaluation

Bioresource Technol., 2018, 263, 517, DOI: 10.1016/j.biortech.2018.05.042

导师介绍

云斯宁

http://www.x-mol.com/university/faculty/47840