氯化鐵與白腐菌聯(lián)合預(yù)處理光合產(chǎn)氫用秸稈實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、農(nóng)作物秸稈類(lèi)生物質(zhì)資源豐富，價(jià)格低廉，因其可通過(guò)處理轉(zhuǎn)換為能源，而備受矚目。利用農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)作為原料進(jìn)行光合生物制氫是生物質(zhì)能利用的一個(gè)綠色開(kāi)發(fā)利用，但大部分的微生物不能直接利用消化纖維素和半纖維素等大分子化合物，因此在將生物質(zhì)作為光合制氫的底物發(fā)酵前，需要對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行預(yù)處理。
　　本文主要采用金屬離子和微生物聯(lián)合對(duì)光合產(chǎn)氫用的玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理，金屬離子處理操作簡(jiǎn)單且成本較低，生物法的反應(yīng)條件較為溫和、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，屬于

2、環(huán)境友好型的生物質(zhì)預(yù)處理方法，采用聯(lián)合的方法對(duì)產(chǎn)氫用秸稈進(jìn)行預(yù)處理技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究，利用纖維素、半纖維素及木質(zhì)素的含量變化及還原糖得率來(lái)判定其預(yù)處理能力，從而為農(nóng)作物秸稈類(lèi)生物質(zhì)的清潔無(wú)害化預(yù)處理提供新途徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　1)在利用氯化鐵溶液對(duì)40目及80目玉米秸稈進(jìn)行處理后，通過(guò)處理前后的纖維素、半纖維素及木質(zhì)素的含量變化，篩選出40目處理最優(yōu)處理組為固液比為1/20 g/mL，濃度0.5 mol/L的三氯化鐵溶液，在100

3、-108℃反應(yīng)30min，處理后的玉米秸稈纖維素的含量較未處理的原料增加了52.78％，半纖維素減少了12.38％，木質(zhì)素增加了37.80％，80目處理最優(yōu)組為固液比為1/20 g/mL，濃度0.4 mol/L的三氯化鐵溶液，在100-108℃反應(yīng)30min，處理后的玉米秸稈纖維素含量較未處理的原料增加了56.08％，半纖維素減少了13.06％，木質(zhì)素增加了37.80％，經(jīng)掃描電鏡分析時(shí)，處理后表面結(jié)構(gòu)得到明顯的破壞，且80目的玉米秸稈

4、表面結(jié)構(gòu)的破壞程度要稍明顯于40目的秸稈。
　　2)通過(guò)白腐菌對(duì)40目和80目及經(jīng)過(guò)氯化鐵的處理后的40目、80目的玉米秸稈處理后底物中還原糖含量的變化進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn):a、白腐菌處理40目玉米秸稈時(shí)，其還原糖含量先下降再上升最后又下降，在接種白腐菌處理約24天左右時(shí)，還原糖含量達(dá)到較高峰約為0.98mg/ml，而后趨于穩(wěn)定，此時(shí)加入光合產(chǎn)氫細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)氫最為合適;經(jīng)氯化鐵處理后的40目玉米秸稈在接種白腐菌處理，還原糖的含量先增加到一

5、個(gè)高峰，隨后又逐漸降低，在處理約12天時(shí)逐漸趨于穩(wěn)定，此時(shí)還原糖含量最大，為1.92mg/ml，此時(shí)加入光合產(chǎn)氫細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)氫最為合適，相比白腐菌直接處理40目玉米秸稈適宜接種光合產(chǎn)氫菌提前了12天，且其還原糖含量高了0.94mg/ml，更適宜進(jìn)行光合菌產(chǎn)氫。b、80目玉米秸稈在接種白腐菌后，還原糖含量先下降再上升最后又緩慢下降，在經(jīng)白腐菌處理約24天時(shí)還原糖的含量出現(xiàn)小高峰約為0.99mg/mL，隨后趨于穩(wěn)定，此時(shí)加入光合產(chǎn)氫細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)

6、氫最為合適;而經(jīng)過(guò)氯化鐵處理過(guò)的80目玉米秸稈，在接種白腐菌后，還原糖含量是先增加，之后又減少，最后趨于穩(wěn)定，在處理約12天時(shí)達(dá)到最大值為2.52mg/mL，此時(shí)加入光合產(chǎn)氫細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)氫最為合適，相比白腐菌直接處理80目玉米秸稈適宜接種光合產(chǎn)氫菌提前了12天，且其還原糖含量高了1.53mg/ml，更適宜進(jìn)行光合菌產(chǎn)氫。c、40目和80目的玉米秸稈直接接種白腐菌后，底物中還原糖的含量變化基本相同，均是先下降在增加又緩慢減少，最后趨于穩(wěn)定，

7、在經(jīng)白腐菌直接處理的24天最適宜進(jìn)行光合菌產(chǎn)氫時(shí)，此時(shí)80目玉米秸稈比40目的基質(zhì)中的還原糖含量要高;白腐菌處理經(jīng)氯化鐵處理過(guò)的40目和80目的玉米秸稈后，底物中還原糖的含量變化趨勢(shì)基本相同，均是先增加又減少，最后趨于緩慢穩(wěn)定，在接種白腐菌的12天最適宜進(jìn)行光合菌產(chǎn)氫時(shí)，此時(shí)處理后的80目秸稈基質(zhì)中的還原糖含量要高。
　　3)通過(guò)處理后纖維素、半纖維素及木質(zhì)素的含量變化及還原糖含量的變化，選定最優(yōu)的預(yù)處理方法為:先將玉米秸稈粉碎至