化學(xué)腐植酸沼氣發(fā)酵研究.pdf

1、在農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)中會不可避免的產(chǎn)生一定量的有機廢棄物，如果不能進行及時的排放和有效的處置，這部分有機廢棄物將對環(huán)境造成嚴重破壞，并危及人類健康及社會可持續(xù)發(fā)展。如今，有機廢棄物是能量載體已是全球?qū)W者的共識。如果該部分能量能夠得到有效的回收利用，不僅解決了廢棄物的處置問題還能減少對化石燃料的依賴以減少溫室氣體排放。基于此，本文提出“腐植酸化學(xué)轉(zhuǎn)化法”，旨在將有機廢棄物資源化、能源化。
　　首先以玉米秸稈、黑液為原料驗證其是否能合成“

2、化學(xué)腐植酸類物質(zhì)”，再對產(chǎn)生的化學(xué)腐植酸進行沼氣發(fā)酵探究。秸稈部分是將玉米秸稈磨成20目秸稈粉或切成2 cm左右的小段分別浸泡在MgSO4、MgCl2和CaCl2的溶液中，一周后對其進行蒸煮。以腐植酸轉(zhuǎn)化率和含量為指標，以浸泡液濃度、液固比和蒸煮溫度為實驗因素，設(shè)計試驗，從而確定“化學(xué)腐植酸類物質(zhì)”制取的最佳浸泡濃度、液固比和蒸煮溫度。黑液部分，在一定的工藝條件下，以CO2為酸化劑，使造紙（草漿）黑液中的鈉鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕c（碳酸氫鈉），其

3、中的有機質(zhì)則轉(zhuǎn)變?yōu)楦菜岢恋矸蛛x出來。然后將制成的腐植酸類化合物進行發(fā)酵，查看不同條件下的產(chǎn)氣潛力，進一步優(yōu)化發(fā)酵條件，將產(chǎn)氣量最大的條件進行放大。主要結(jié)論如下:
　　1、以玉米秸稈為原料，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化法制取化學(xué)腐植酸是可行的。在單因素實驗中，獲得了以玉米秸稈為原料制取化學(xué)腐植酸的最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)溫度170~180℃，液固比3.5~3.75:1，浸泡液濃度350~450 g/L，反應(yīng)時間在3~5 h。
　　2、以造紙黑液為

4、原料，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化法制取化學(xué)腐植酸是可行的。對所取黑液進行分析，COD和Na+濃度分別為319594 mg/L、122 g/L，比重為1.33。中段污泥耦合處理方法優(yōu)于草漿黑液腐植酸轉(zhuǎn)化法，工藝條件為反應(yīng)溫度200℃，反應(yīng)時間2.5~3.5 h，CO2需要量為0.35~0.4 mol/L(黑液)，液固比介于2:1~2.5:1，所加污泥與秸稈粉的比例介于8:1~10:1。最終COD濃度下降至100000 mg/L以下，有機質(zhì)沉淀率為70.