规模化厌氧发酵技术：资源循环与能源再生的新能源解决方案
大规模厌氧发酵技术是实现资源循环利用和能源再生的新能源技术。厌氧发酵沼气项目在德国、瑞典、丹麦、英国等国家发展较早，并已实现规模化、自动化、一体化。提纯净化后的沼气已应用于交通、电力、市政等领域。尽管大规模厌氧发酵沼气工程技术在我国取得了快速发展，但仍面临产气不稳定、甲烷含量低、有机物降解不完全、沼渣沼液回用困难等诸多技术难题。研究表明，在厌氧发酵系统中引入复合添加剂可以有效提高厌氧发酵系统的整体性能。
近日，西安建筑科技大学功能材料研究所恽斯宁教授（通讯作者）新能源材料研究团队在国际权威期刊《生物资源技术》上发表论文，报道了一系列低能耗材料的研究进展。研究小组开发的成本功能型厌氧发酵复合物。促进剂及其在生物质能源厌氧发酵系统中的应用复合促进剂的添加显着改善了发酵性能（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%） ）。与对照组（26.2%、37.1%、39.6%）相比，TS、VS和CODt的降解率（29.7-55.3%、50.9-63.0%、46.8-69.1%）也显着提高。进一步研究还表明，引入该类低成本功能性厌氧发酵复合促进剂后，发酵系统获得的沼渣稳定性良好，氮、磷、钾等养分含量理想。此外，基于发酵过程的能量产出、稳定性、降解性、肥效、安全性等关键指标，本工作创造性地提出并建立了促进剂评价体系。该系统不仅可以对已开发的加速器进行系统的综合性能评价，而且为新型厌氧发酵加速器的设计和开发提供新思路。
图1 引入不同类型低成本复合促进剂的厌氧发酵累计产气量和甲烷含量对比
图 2. 厌氧发酵系统中 pH 和 COD 的动态变化，其中引入了不同类型的低成本复合促进剂。
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图 3. 采用不同类型的低成本复合促进剂的厌氧发酵系统中消化物稳定性的评估。 (a) 热重分析曲线； (b)差示扫描量热分析曲线； (c) 沼渣中氮、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
开发利用清洁能源替代传统能源是缓解当前严重生态危机的有效途径。利用有机废弃物生产沼气的厌氧发酵技术，不仅可以满足清洁能源输出的需求，还具有环境治理效益。利用这些低成本材料设计的功能性厌氧发酵促进剂，不仅可以提高沼气产量、促进有机物的降解，而且可以提高沼渣作为肥料的利用潜力，实现废弃物资源的综合利用。
本文作者为：张晨、云、李雪、王子奇、徐、杜
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乳制品的低成本：产量和
., 2018, 263, 517, DOI: 10.1016/j..2018.05.042
导师介绍
云斯宁
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