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摘要 [目的]探讨蓝藻与稻草混合厌氧干发酵的可行性及产气特性。[方法]采用批量发酵的方式，比较蓝藻、稻草以及蓝藻与稻草混合发酵产沼气的能力。[结果]接种物与物料TS（干物质）1∶ 1时，在恒定温度为35 ℃的发酵环境中停留60 d，单独蓝藻厌氧发酵TS产气率为267 ml/g，单独稻草厌氧发酵TS产气率为320 ml/g，而蓝藻与稻草TS 1∶ 1混合发酵物料TS产气率为362 ml/g，比单独蓝藻、稻草厌氧发酵产气率都高。[结论]蓝藻与稻草混合发酵有利于厌氧发酵产气的进行，可以有效提高发酵物料的利用率。
关键词 蓝藻；稻草；混合厌氧发酵；沼气
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）17-05558-02
Abstract [Objective] The research aimed to study the feasibility and gas production characteristics of the codigestion of blue algae and straw.[Method] Codigestion and separate digestion of blue algae and straw by the batch experiment of dry fermentation was conducted. And the biogas production capacities of each digestion group were compared.[Result] The results showed that temperature for the batch dry fermentation experiment was 35 ℃， and the retention time was 60 days. With TS ratio of inoculum and feedstock of 1∶ 1， the biogas production rate of blue algae was 267 ml/g TS（dry matter）， and straw was 320 ml/g TS（dry matter）. But the biogas production rate of codigestion （with TS ratio of blue algae and straw of 1∶ 1） was 362 ml/g which was higher than pure algae and straw fermentation. [Conclusion] This research indicated that codigestion of blue algae and straw could improve the utilization rate of substrate.
Key words Blue algae； Straw； Codigestion； Biogas
近年來，随着社会与经济的发展，环境污染成为人们最为关心的话题。因湖泊水体富营养化而导致的蓝藻问题和因秸秆焚烧导致空气污染的问题常见诸报端，其中以江苏地区最为严重。太湖蓝藻年年爆发，其中2007年的蓝藻大爆发严重影响了太湖周边市民的生活用水，给周边群众生活与健康带来了非常不利的影响[1]。同时，每年秸秆大量被焚烧，2012年因秸秆焚烧导致江苏各地空气质量下降，可见度降低，严重影响了市民的正常生活和出行的交通安全[2]。
由此可见，蓝藻和秸秆的资源化利用是亟待解决的关键问题。目前国内针对蓝藻和稻草利用的研究很多，其中都有利用蓝藻、稻草进行厌氧发酵产沼气这一利用途径[3-10]。但是利用两者混合进行厌氧发酵的研究较少，为此，笔者重点研究蓝藻和稻草混合厌氧发酵的可行性及产气特性。
1 材料与方法
1.1 试验材料
发酵原料：蓝藻取自江苏太湖蓝藻打捞堆放点，稻草为溧阳某农田晒干的干稻草。接种物：取该研究课题组实验室在35 ℃条件下驯化富集3个月的厌氧污泥。原料和接种物的主要成分见表1。
空白对照组共产气660 ml，由表3可以看出，试验组A纯蓝藻TS产气率为267 ml/g，试验组B蓝藻稻草混合物TS产气率为362 ml/g，试验组C纯稻草TS产气率为320 ml/g，
蓝藻和稻草混合发酵物比蓝藻和稻草分别厌氧发酵产气都高，TS产气率比单独发酵的简单加和提高了23.3%。可以得出蓝藻和稻草混合后更适宜厌氧发酵，两种物质相混合可以促进厌氧发酵的进程。
图2为试验组每日所产沼气中甲烷含量的曲线，可以看出3个试验组均正常产气，发酵启动迅速，在第4天后均可以点燃，并且甲烷含量均维持在50%以上，平均甲烷含量达到60%以上，保证了所产沼气的品质。
3 结论与讨论
试验结果表明，蓝藻和稻草秸秆均是能很好地发酵产沼气的原料，且蓝藻和稻草秸秆混合发酵更有利于增加沼气产量，提高发酵效率。在发酵温度为35 ℃、厌氧停留时间为60 d、发酵TS浓度为15%的条件下，纯蓝藻厌氧发酵TS产气率为267 ml/g，纯稻草厌氧发酵TS产气率为320 ml/g，而蓝藻与稻草按TS比1∶ 1混合后共发酵的物料TS产气率可达362 ml/g，比单独的蓝藻、稻草厌氧发酵产气量提高23.3%。该研究为工程应用提供了理论数据参考。在工程实际应用中，可根据物料的具体性质进一步优化蓝藻和稻草的物料配比，提高产气率。
参考文献
[1]秦伯强，王小冬，汤祥明，等.太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机——原因与对策[J].地球科学进展，2007，22（9）：896-906. [2] 毕于运，王亚静，高春雨.我国秸秆焚烧的现状危害与禁烧管理对策[J].安徽农业科学，2009，37（27）：13181-13184.
[3] 董诗旭，董锦艳，宋洪川，等.滇池蓝藻发酵产沼气的研究[J].再生能源，2006（2）：16-18.
[4] 徐銳，高天荣，EVEN PAY，等.蓝藻沼气发酵产甲烷潜力测定[J].云南师范大学学报，2007，27（5）：35-39.
[5]王震宇，韩士群，严少华，等.蓝藻厌氧发酵过程中若干指标的变化[J].江苏农业学报，2008，24（5）：701-705.
[6] 翟志军，马欢，李军，等.巢湖蓝藻产沼气的试验研究[J].安徽农业科学，2008，36（12）：5084-5087.
[7] 胡萍，严群，宋任涛，等.蓝藻与污泥混合厌氧发酵产沼气的初步研究[J].环境工程学报，2009，3（3）：559-563.
[8] 邹星星，郑正，陈广银，等.稻草中温厌氧消化产气初步研究[J].江苏农业科学，2008（5）：275-278.
[9] 刘思颖，樊婷婷，陈雄.稻草秸秆干发酵产沼气工艺条件的优化[J].化学与生物工程，2010，27（12）：83-85.
[10] 刘秀娟，李晖，薛金红.稻草秸秆厌氧发酵产沼气研究[J].安徽农业科学，2012，40（2）：927-929.
[11] HONG W Y，DAVID E.Anaerobic codigestion of algal sludge and wastepaper to produce methane[J].Bioresource Technology，2007，98：130-134.
[12] 方文杰，刘广青，康佳丽，等.堆沤处理对稻草厌氧消化产气的影响[J].生态与农村环境学报，2007，23（4）：63-66.
[13] 韩士群，严少华，王震宇，等.太湖蓝藻无害化处理资源化利用[J].自然资源学报，2008，23（6）：942-949.
[14] ALBERTO VERGARAFERNANDEZA，GISELA VARGAS，NELSON ALARCON，et al.Evaluation of marine algae as a source of biogas in a twostage anaerobic reactor system[J].Biomass and Bioerergy，2008，32：338-344.
[15] 中国科学院成都生物研究所.沼气发酵常规分析法[M].北京：科学技术出版社，1981：1-90.
关键词 蓝藻；稻草；混合厌氧发酵；沼气
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）17-05558-02
Abstract [Objective] The research aimed to study the feasibility and gas production characteristics of the codigestion of blue algae and straw.[Method] Codigestion and separate digestion of blue algae and straw by the batch experiment of dry fermentation was conducted. And the biogas production capacities of each digestion group were compared.[Result] The results showed that temperature for the batch dry fermentation experiment was 35 ℃， and the retention time was 60 days. With TS ratio of inoculum and feedstock of 1∶ 1， the biogas production rate of blue algae was 267 ml/g TS（dry matter）， and straw was 320 ml/g TS（dry matter）. But the biogas production rate of codigestion （with TS ratio of blue algae and straw of 1∶ 1） was 362 ml/g which was higher than pure algae and straw fermentation. [Conclusion] This research indicated that codigestion of blue algae and straw could improve the utilization rate of substrate.
Key words Blue algae； Straw； Codigestion； Biogas
近年來，随着社会与经济的发展，环境污染成为人们最为关心的话题。因湖泊水体富营养化而导致的蓝藻问题和因秸秆焚烧导致空气污染的问题常见诸报端，其中以江苏地区最为严重。太湖蓝藻年年爆发，其中2007年的蓝藻大爆发严重影响了太湖周边市民的生活用水，给周边群众生活与健康带来了非常不利的影响[1]。同时，每年秸秆大量被焚烧，2012年因秸秆焚烧导致江苏各地空气质量下降，可见度降低，严重影响了市民的正常生活和出行的交通安全[2]。
由此可见，蓝藻和秸秆的资源化利用是亟待解决的关键问题。目前国内针对蓝藻和稻草利用的研究很多，其中都有利用蓝藻、稻草进行厌氧发酵产沼气这一利用途径[3-10]。但是利用两者混合进行厌氧发酵的研究较少，为此，笔者重点研究蓝藻和稻草混合厌氧发酵的可行性及产气特性。
1 材料与方法
1.1 试验材料
发酵原料：蓝藻取自江苏太湖蓝藻打捞堆放点，稻草为溧阳某农田晒干的干稻草。接种物：取该研究课题组实验室在35 ℃条件下驯化富集3个月的厌氧污泥。原料和接种物的主要成分见表1。
空白对照组共产气660 ml，由表3可以看出，试验组A纯蓝藻TS产气率为267 ml/g，试验组B蓝藻稻草混合物TS产气率为362 ml/g，试验组C纯稻草TS产气率为320 ml/g，
蓝藻和稻草混合发酵物比蓝藻和稻草分别厌氧发酵产气都高，TS产气率比单独发酵的简单加和提高了23.3%。可以得出蓝藻和稻草混合后更适宜厌氧发酵，两种物质相混合可以促进厌氧发酵的进程。
图2为试验组每日所产沼气中甲烷含量的曲线，可以看出3个试验组均正常产气，发酵启动迅速，在第4天后均可以点燃，并且甲烷含量均维持在50%以上，平均甲烷含量达到60%以上，保证了所产沼气的品质。
3 结论与讨论
试验结果表明，蓝藻和稻草秸秆均是能很好地发酵产沼气的原料，且蓝藻和稻草秸秆混合发酵更有利于增加沼气产量，提高发酵效率。在发酵温度为35 ℃、厌氧停留时间为60 d、发酵TS浓度为15%的条件下，纯蓝藻厌氧发酵TS产气率为267 ml/g，纯稻草厌氧发酵TS产气率为320 ml/g，而蓝藻与稻草按TS比1∶ 1混合后共发酵的物料TS产气率可达362 ml/g，比单独的蓝藻、稻草厌氧发酵产气量提高23.3%。该研究为工程应用提供了理论数据参考。在工程实际应用中，可根据物料的具体性质进一步优化蓝藻和稻草的物料配比，提高产气率。
参考文献
[1]秦伯强，王小冬，汤祥明，等.太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机——原因与对策[J].地球科学进展，2007，22（9）：896-906. [2] 毕于运，王亚静，高春雨.我国秸秆焚烧的现状危害与禁烧管理对策[J].安徽农业科学，2009，37（27）：13181-13184.
[3] 董诗旭，董锦艳，宋洪川，等.滇池蓝藻发酵产沼气的研究[J].再生能源，2006（2）：16-18.
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[5]王震宇，韩士群，严少华，等.蓝藻厌氧发酵过程中若干指标的变化[J].江苏农业学报，2008，24（5）：701-705.
[6] 翟志军，马欢，李军，等.巢湖蓝藻产沼气的试验研究[J].安徽农业科学，2008，36（12）：5084-5087.
[7] 胡萍，严群，宋任涛，等.蓝藻与污泥混合厌氧发酵产沼气的初步研究[J].环境工程学报，2009，3（3）：559-563.
[8] 邹星星，郑正，陈广银，等.稻草中温厌氧消化产气初步研究[J].江苏农业科学，2008（5）：275-278.
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[13] 韩士群，严少华，王震宇，等.太湖蓝藻无害化处理资源化利用[J].自然资源学报，2008，23（6）：942-949.
[14] ALBERTO VERGARAFERNANDEZA，GISELA VARGAS，NELSON ALARCON，et al.Evaluation of marine algae as a source of biogas in a twostage anaerobic reactor system[J].Biomass and Bioerergy，2008，32：338-344.
[15] 中国科学院成都生物研究所.沼气发酵常规分析法[M].北京：科学技术出版社，1981：1-90.