組合預(yù)處理對玉米秸厭氧消化產(chǎn)氣性能影響研究.pdf

1、我國是農(nóng)業(yè)大國，各類作物秸稈資源十分豐富，每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達8億噸左右，居世界首位。玉米秸是三大主要農(nóng)作物秸稈之一，利用厭氧消化技術(shù)將玉米秸轉(zhuǎn)化成清潔的能源—沼氣，是玉米秸生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的有效途徑。作物秸稈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，木質(zhì)纖維素含量高，使得厭氧微生物難于對木質(zhì)纖維素進行有效降解，導(dǎo)致了秸稈厭氧消化率低、產(chǎn)氣量少。因此，作物秸稈的預(yù)處理技術(shù)是秸稈能源化利用的一個關(guān)鍵因素?；瘜W(xué)預(yù)處理技術(shù)是目前使用的最多的木質(zhì)纖維素預(yù)處理方法，能夠有效的

2、破壞秸稈木質(zhì)素與纖維素之間的連接鍵，提高木質(zhì)纖維素的降解率。為了實現(xiàn)玉米秸的高效能源轉(zhuǎn)化，本文在課題組以往研究基礎(chǔ)上，提出用NaOH和化學(xué)藥劑組合在常溫及高溫下對玉米秸進行預(yù)處理的新方法，來提高其預(yù)處理效果和厭氧消化產(chǎn)氣性能。研究常溫下2％NaOH和1，4-二羥基蒽醌(AQ)、綠氧(GO)組合預(yù)處理，高溫條件下GO、NaOH及其組合預(yù)處理后，玉米秸稈主要組分的變化，及其對厭氧消化產(chǎn)氣的影響。
　　 常溫下，利用NaOH分別和AQ

3、、GO組合對玉米秸進行預(yù)處理，隨后，在65g·L-1的負(fù)荷下對其進行中溫厭氧消化產(chǎn)氣實驗。實驗結(jié)果表明，與2％NaOH濕式預(yù)處理相比較，組合預(yù)處理能夠提高玉米秸的干物質(zhì)損失率和半纖維素的降解率，使產(chǎn)氣高峰提前，累積產(chǎn)氣量提高，同時也縮短了厭氧消化時間T80。其中2％NaOH和0.1％AQ組合預(yù)處理樣品累積產(chǎn)氣量為44290mL，比2％NaOH濕式預(yù)處理樣品提高了約19％；其單位VS產(chǎn)氣量為423.8mL·g-1，比2％NaOH濕式預(yù)處理

4、樣品提高了18.5％。2％NaOH和0.05％GO組合預(yù)處理效果好，累積產(chǎn)氣量達40750mL，是2％NaOH濕式預(yù)處理樣品的1.1倍，其單位VS產(chǎn)氣量為390mL·g-1，比2％NaOH濕式預(yù)處理樣品提高了9.1％；消化單位VS產(chǎn)氣量為783.1mL·g-1，提高了4.8％，厭氧消化時間T80縮短了5天。
　　 此外，本文參考造紙中堿法制漿工藝，在水汽高溫條件下，利用NaOH、GO、NaOH和GO組合等對玉米秸進行預(yù)處理，在6

5、5g·L-1的負(fù)荷下進行中溫厭氧消化產(chǎn)氣實驗。實驗結(jié)果表明，0.5％GO高溫預(yù)處理樣品累積產(chǎn)氣量達20240mL，相對于未處理樣品提高了約63％；2％NaOH高溫預(yù)處理樣品累積產(chǎn)氣量為16280mL，比未處理樣品提高了31.1％；2％NaOH和0.5％GO組合高溫預(yù)處理樣品累積產(chǎn)氣量最多達19930mL，比未處理樣品提高了60.5％；但與2％NaOH濕式預(yù)處理相比，除了0.5％GO和2％NaOH+0.5％GO高溫預(yù)處理樣品與其累積產(chǎn)氣量