超聲波與稀堿法聯(lián)合預(yù)處理對秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響.pdf

1、農(nóng)作物秸稈因其復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，不能直接被厭氧菌群利用來生產(chǎn)沼氣。因此以秸稈作為原料時，需要進(jìn)行預(yù)處理，使復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)得到破壞，從而易于被厭氧菌群利用。為此，本文以常見的，資源量豐富的水稻秸稈和玉米秸稈為處理對象，研究了超聲波與稀堿法的聯(lián)合預(yù)處理對秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響，并探討了超聲波處理和稀堿法處理在秸稈預(yù)處理過程中的協(xié)同效應(yīng)。 1.以水稻秸稈為原料，研究了稀堿法預(yù)處理對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響。單因素分析發(fā)現(xiàn)NaOH濃度(g/g

2、干物質(zhì))以6％為最佳，水浴加熱時間以3h為最佳，水浴加熱溫度以100℃為最佳。在此基礎(chǔ)上通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對稀堿法預(yù)處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，各因素對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響的大小為：NaOH濃度>水浴溫度>水浴時間。最優(yōu)組合為NaOH濃度為4％，水浴加熱時間為3小時，水浴溫度為100℃，此時的累積產(chǎn)氣量為10129mL，比未處理的對照組提高了115.8％。 2.以水稻秸稈為原料，聯(lián)合超聲波與稀堿法對秸稈進(jìn)行了預(yù)處理。經(jīng)過正

3、交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)超聲波與稀堿法聯(lián)合處理中各因素對水稻秸稈厭氧產(chǎn)氣效果的影響大小排序?yàn)椋汗桃罕?NaOH濃度>超聲時間>超聲功率。最優(yōu)的預(yù)處理?xiàng)l件為：NaOH濃度6％，超聲時間60分鐘，超聲功率為360Khz，固液比1:12。如上條件下的累積產(chǎn)氣量為12305mL，比單純用堿進(jìn)行預(yù)處理的最大產(chǎn)氣量提高了21.5％。 3.以玉米秸稈為原料，探討了稀堿法預(yù)處理針對秸稈厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣影響。單因素實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)NaOH濃度(g/g干物質(zhì))以6

4、％為最佳，水浴加熱時間以3h為最佳，水浴加熱溫度以100℃為最佳。在此基礎(chǔ)上通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對稀堿法預(yù)處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，各因素對玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響的大小為：NaOH濃度>水浴溫度>水浴時間。最優(yōu)組合為NaOH濃度為4％，水浴加熱時間為3小時，水浴溫度為100℃，此時的累積產(chǎn)氣量為10868mL，比未處理的對照組提高了117.9％。 4.以玉米秸稈為原料，聯(lián)合超聲波與稀堿法對秸稈進(jìn)行了預(yù)處理。經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)