论文部分内容阅读
沼气作为可再生能源,在当前能源资源短缺和环境污染加剧的双重背景下受到中央及地方各级政府的关注,是生物质能源领域技术最成熟、推广范围最大的清洁能源利用模式之一。农村沼气对水产养殖业,支持生产,农村生活条件都具有重要的推动作用,是应对环境挑战和农村能源问题的重要战略措施。我国对于沼气的研究发展主要体现在原料、技术及研究方法等多个层次,本研究通过恒温厌氧发酵技术,进行了玉米秸秆化学预处理研究,得出了各处理的最佳浓度。旨在为今后秸秆厌氧发酵预处理技术提供一定参考价值。本试验以玉米秸秆为发酵原料,在35℃恒温厌氧条件下,研究质量分数分别为1%、2%和3%的硫酸、盐酸、醋酸及双氧水预处理玉米秸秆后其厌氧发酵的特性。厌氧发酵过程中,各处理组发酵启动都比较快,平均发酵周期为60d。试验研究通过测定日产气量、累计产气量、VFA、pH、氨态氮、TS去除率及半纤维素等指标得出以下结果:(1)本试验设置的不同浓度硫酸预处理玉米秸秆,发酵末期各处理的累积产气量都低于对照CK。总产气量:S1>S2>S3,分别为8952ml、6021ml、和1012ml;VFA峰值:S2>S3>S1;TS产气率:S1>S2>S3,分别为118.84ml.g-1、88.44ml.g-1、17.65ml.g-1;半纤维素降解:S3>S2>S1。三个处理浓度的VFA降解率都低于对照。S1、S2和S3发酵料液的pH范围分别在5.7-7.8之间、4.5-7.4之间、3.3-5.3之间波动,呈弱酸性环境。(2)质量分数1%的盐酸预处理玉米秸秆工艺条件最好,累积产气量最高,比CK高了27.72%。总产气量:CL1>CL2>CL3,分别为20416ml、1414ml和960ml;VFA峰值:CL2>CL3>CL1;TS产气率:CL1>CL2>CL3,分别为310.88ml.g-1、22.64ml.g-1、18.17ml.g-1;半纤维素降解:CL3>CL3>CL2。(3)不同质量浓度的醋酸处理玉米秸秆,厌氧发酵特性表现如下:总产气量:COO1>COO3>COO2,分别为22641ml、17264ml、22016ml;VFA峰值:COO3>COO2>COO1,分别为10268.5mg/L、10263.5mg/L和9973.5mg/L;TS产气率:COO3>COO1>COO2,分别为410.00ml.g-1、314.89ml.g-1、277.43ml.g-1;半纤维素降解:COO3>COO2>COO1。(4)1%、2%和3%质量浓度的双氧水预处理玉米秸秆其厌氧发酵累积产气量较接近,分别比CK提高了47.99%、41.96%和38.95%。各自TS产气率分别比CK的TS产气率提高了95.62%、170.92%和107.52%。1%、2%和3%双氧水处理组发酵料液的pH范围分别是:6.9-7.4之间、7-7.6之间、6.9-7.5之间波动,各组都维持在一个中性环境。(5)通过同一浓度不同处理效果比较以及同一处理不同浓度间发酵潜力的比较,得出双氧水预处理后的秸秆发酵潜力最好,是秸秆化学预处理的良好工艺条件。