亚临界水预处理玉米秸秆联产乙醇—甲烷清洁生产关键技术研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jo0909
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物质能源具有高效、清洁、可再生的特点,农业废弃物玉米秸秆是具有巨大开发潜力的生物质原料。利用玉米秸秆联产优质液体燃料乙醇和以甲烷为主要成分的重要气体燃料沼气,不仅能缓解燃烧秸秆引起的大气污染,更重要的是能够生产生物燃料。本试验采用亚临界水预处理玉米秸秆,水可溶部分利用厌氧污泥颗粒进行甲烷发酵,水不可溶部分利用克鲁维酵母进行乙醇发酵,然后将甲烷发酵后和乙醇发酵蒸馏后的残液回用,实现乙醇-甲烷的联产和废液的循环利用。同时采用高通量测序技术探索了厌氧污泥中微生物菌群变化。主要研究结果如下:1.利用亚临界水预处理玉米秸秆,在处理条件为190℃、0 min的条件下,两个实验组分别进行二十个循环批次。玉米秸秆的残渣得率稳定在65%左右,亚临界水预处理玉米秸秆,除去了部分半纤维素和木质素,纤维素的相对含量增加。2.采用相同的亚临界水预处理条件,将两个实验组各二十个循环批次所得预处理液和乙醇蒸馏后的残液合并,加入厌氧污泥颗粒进行甲烷发酵。通过产甲烷体积、发酵液pH、发酵前后发酵液中还原糖的量探索循环系统中甲烷发酵的规律:随着循环数的增加,甲烷体积减少,最后逐渐趋于稳定;发酵结束后,发酵液pH有所上升;甲烷发酵后,液体中还原糖含量大大降低。3.采用相同的亚临界水预处理条件,将所得残渣进行同时糖化发酵,酶解时间为24小时,利用克鲁维酵母进行乙醇发酵72小时,乙醇浓度为0.5%(v/v)。增加10FPU/g纤维素酶1.5L(Novo Nordisk A/S,Bagsvaerd,Denmark))后,乙醇浓度增加到0.8%(v/v),最高可达0.9%(v/v)。酶解24 h后葡萄糖的浓度在1.2%(v/v)左右,在酶解24 h后把酵母菌接种到发酵液中,酵母菌发酵24h后,酶解后的葡萄糖几乎被消耗完。各循环酵母菌菌落数较稳定,第一天,第二天生长旺盛,第三天有所下降,原因可能为发酵产生的乙醇的积累,阻碍了酵母菌的生长。4.选取甲烷发酵液中期循环的污泥与原始购买的厌氧污泥颗粒,进行污泥样品的16S V4区扩增子信息采集与分析,对其微生物菌群进行对比分析得出:各样品中优势菌群为拟杆菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和变形菌门,循环中,产气的广古菌门丰富度下降,好气性的放线菌目丰富度增加,这与甲烷产气减少相符合。随着循环的增加,在发酵液环境选择压力下物种丰富度在下降,均匀度在提高,发酵液样品中微生物菌群整体较稳定,个别菌群多样性有所变化。
其他文献
<正> 一、前言我省戏曲剧种比较丰富,全省流行的有三十种之多.其中历史悠久,影响深远的首推"青阳腔"和"徽剧"."青阳腔"是弋阳高腔在安徽发展后的新产物,是我省古老的剧种之一
目的观察呼吸训练对慢性心力衰竭患者运动耐力及心功能的改善作用,对比分析吸气肌训练方案的应用价值。方法将2016—2017年138例慢性心力衰竭住院患者,随机分为观察组和对照
张家口市气候具有比承德市、秦皇岛市更加明显的避暑效应.张家口市夏季有三个月的避暑期(6、7、8月),承德市有二个月的避暑期(6、8月),秦皇岛市有1个月的避暑期(6月).在华北地区最为炎
<正>衰老是本世纪生物学研究的方向之一。衰老涉及面广,机制复杂,对衰老调控的研究始终是生命科学领域中最关键的问题。近年来,随着现代遗传学、分子生物学、细胞生物学、现
目的:探讨凶险性前置胎盘的诊断处理及预防措施。方法:分析25例凶险性前置胎盘患者临床资料。结果:25例患者中发生产前大出血1例,产后大出血6例,不可控制的产时出血行子宫切
根据我国大型储罐设置的特点,分析了大型石油储罐在储存、转运过程中潜在的火灾危险。通过对千例石油火灾案例统计分析,获得了石油储罐发生火灾的主要原因。在此基础上,从石
目的:探讨不同护龄的外科护士职业倦怠状况。方法:应用中文版M氏职业倦怠量表(MBI)对130名外科护士进行问卷调查。结果:外科护士职业倦怠情况均高于Malachi调查的医护人员(P〈0.05,P
近代以来疑古派倡导的"经传分观"原则将易学强势带入了分立断裂的研究误区。在此背景之下,"《周易》经传美学通论"研究者提出"经传通观"的观点,主张将《经》、《传》作为一个
<正> 西欧封建制有哪些特点?这些特点是怎样产生的?它主要表现在哪些方面?这是本文试图回答的问题。列宁教导我们:“在分析任何一个社会问题,马克思主义理论的绝对要求,就是