提高木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)厭氧消化性能的堿預(yù)處理方法研究.pdf

1、木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)是最豐富的可再生生物質(zhì)資源，通過(guò)厭氧消化技術(shù)，生產(chǎn)甲烷具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，是化石燃料的有效替代方式。但是，木質(zhì)纖維類生物質(zhì)結(jié)構(gòu)成分非常復(fù)雜，可以抵抗真菌，細(xì)菌和酶的作用，直接厭氧消化效果不佳。
　　 本課題研究了NaOH、KOH、Ca(OH)2常溫預(yù)處理對(duì)玉米秸稈中溫厭氧消化性能的影響，并創(chuàng)新提出了NaOH分級(jí)預(yù)處理和NaOH聯(lián)合Ca(OH)2預(yù)處理兩種方法，以提高木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)的厭氧消化性能。

2、>　　 常溫下，利用不同濃度（2％-14％g堿/g秸稈干重）的NaOH、KOH、Ca(OH)2預(yù)處理玉米秸稈。結(jié)果表明，與未預(yù)處理相比，NaOH預(yù)處理對(duì)厭氧消化性能提高最明顯，最佳添加濃度為6％，產(chǎn)甲烷高峰提前4天，單位VS累積甲烷產(chǎn)量提高47.1％。
　　 常溫下，研究不同濃度（4％-10％g堿/g秸稈干重）的NaOH分級(jí)(2級(jí))預(yù)處理對(duì)玉米秸稈中溫厭氧消化性能的影響。結(jié)果表明，相同的堿添加量下，分級(jí)預(yù)處理的單位VS累積甲烷

3、產(chǎn)量比不分級(jí)（1級(jí)）預(yù)處理的低6.8％-9.7％，分級(jí)NaOH預(yù)處理不是有效的堿預(yù)處理方式。
　　 常溫下，研究不同的NaOH(2％-6％)聯(lián)合Ca(OH)2(2％-4％)配比的堿液對(duì)玉米秸稈中溫厭氧消化性能的影響。結(jié)果表明，NaOH聯(lián)合Ca(OH)2預(yù)處理能夠有效提前產(chǎn)氣高峰，提高甲烷產(chǎn)量。4％NaOH聯(lián)合2％Ca(OH)2預(yù)處理方法最佳，單位VS累積甲烷產(chǎn)量比未預(yù)處理的提高了50.8％。對(duì)不同粒徑的玉米秸稈進(jìn)行中溫厭氧消化實(shí)

4、驗(yàn)，得出厭氧消化性能最佳和最差的粒徑分別為＞0.25-1.0 mm和＞5.0-20.0 mm，并對(duì)這兩種粒徑的玉米秸稈分別進(jìn)行4％NaOH聯(lián)合2％Ca(OH)2預(yù)處理和6％ NaOH單獨(dú)預(yù)處理。結(jié)果表明，聯(lián)合與單獨(dú)堿預(yù)處理均顯著提高了＞0.25-1.0 mm（15.0％和15.1％）和＞5.0-20.0 mm（45.6％和47.8％）的玉米秸稈的單位VS累積甲烷產(chǎn)量。綜合考慮甲烷產(chǎn)量，試劑成本和能源成本，4％NaOH聯(lián)合2％ Ca(OH

5、)2預(yù)處理方法與＞5.0-20.0 mm的粒徑尺寸為最佳的玉米秸稈的預(yù)處理?xiàng)l件。
　　 常溫下，研究4％ NaOH聯(lián)合2％ Ca(OH)2預(yù)處理對(duì)柳枝稷和稻殼中溫厭氧消化性能的影響。結(jié)果表明，比未處理相比，堿聯(lián)合預(yù)處理后的柳枝稷和稻殼的單位VS累積甲烷產(chǎn)量分別提高59.0％和174.4％。
　　 綜合考慮產(chǎn)氣效果以及經(jīng)濟(jì)成本，4％ NaOH聯(lián)合2％ Ca(OH)2預(yù)處理是具有成本效益的高效的預(yù)處理木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)的技術(shù)