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(huì)不可避免的產(chǎn)生一定量的有機(jī)廢棄物，如果不能進(jìn)行及時(shí)的排放和有效的處置，這部分有機(jī)廢棄物將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，并危及人類健康及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。如今，有機(jī)廢棄物是能量載體已是全球?qū)W者的共識(shí)。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(duì)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(jī)廢棄物資源化、能源化。
　　首先以玉米秸稈、黑液為原料驗(yàn)證其是否能合成“

2、化學(xué)腐植酸類物質(zhì)”，再對(duì)產(chǎn)生的化學(xué)腐植酸進(jìn)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(duì)其進(jìn)行蒸煮。以腐植酸轉(zhuǎn)化率和含量為指標(biāo)，以浸泡液濃度、液固比和蒸煮溫度為實(shí)驗(yàn)因素，設(shè)計(jì)試驗(yàn)，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(jī)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(jìn)行發(fā)酵，查看不同條件下的產(chǎn)氣潛力，進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵條件，將產(chǎn)氣量最大的條件進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(duì)所取黑液進(jìn)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(shí)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(jī)質(zhì)沉淀率為70.