秸稈厭氧發(fā)酵影響因素的研究.pdf

1、作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在著大量的廢棄物，每年我國秸稈的總產(chǎn)量超過7億噸，但其利用率卻很低，大量秸稈在田間焚燒，造成了嚴(yán)重的大氣污染，浪費(fèi)了寶貴的可再生利用資源。與此同時(shí)，隨著世界工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加劇，過度依賴石油、煤等燃料，大量使用農(nóng)藥、化肥及城市生活固體廢棄物的任意填埋都導(dǎo)致各種化學(xué)形態(tài)的重金屬污染物被源源不斷地排放到環(huán)境中。因此，本課題將秸稈的厭氧發(fā)酵與重金屬離子消耗相結(jié)合，不但可以避免秸稈焚燒以及重金屬離子排放

2、所帶來的環(huán)境污染，還可產(chǎn)生可再生能源—沼氣。本課題實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　首先，對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理。針對(duì)酸堿、堿量、預(yù)處理時(shí)間以及預(yù)處理方式4個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過紅外光譜、掃描電鏡、化學(xué)需氧量、熱重分析以及產(chǎn)氣量對(duì)結(jié)果進(jìn)行測試，得到最優(yōu)的預(yù)處理方法:15 g秸稈加100 ml6％ NaOH溶液，加熱煮沸1h。
　　其次，構(gòu)建厭氧發(fā)酵體系。針對(duì)發(fā)酵原料、發(fā)酵溫度、碳氮比以及接種物4個(gè)方面對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響進(jìn)行考察，通過產(chǎn)氣量對(duì)

3、比，得到最優(yōu)的厭氧發(fā)酵體系:調(diào)節(jié)預(yù)處理后的玉米秸稈pH=6-7，加入尿素使得體系碳氮比在25∶1，加入50 ml沼液，在36℃恒溫條件下進(jìn)行厭氧發(fā)酵。
　　最后，考察重金屬離子對(duì)發(fā)酵體系的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵過程中的微生物對(duì)環(huán)境非常敏感。當(dāng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣平穩(wěn)時(shí)，沼液中的重金屬濃度偏低，而發(fā)酵受到抑制甚至中毒時(shí)，沼液中的重金屬濃度較高。重金屬對(duì)消化過程所引起的毒性主要取決于其存在形態(tài):沉淀態(tài)的重金屬對(duì)生物系統(tǒng)沒有影響，而溶解態(tài)的重金屬

4、離子在厭氧發(fā)酵過程起到了抑制的作用，體系中溶解態(tài)的金屬離子不僅與加入量有關(guān)，也與體系本身使金屬離子形成沉淀（即緩沖能力）有關(guān)。厭氧發(fā)酵體系中加入重金屬，體系仍能產(chǎn)氣，說明厭氧體系中有碳酸鹽和硫化物使重金屬生成沉淀，其毒性得到掩蔽。但這種能力十分有限，當(dāng)體系中重金屬濃度達(dá)到一定時(shí)，沼液中存在大量可溶的重金屬離子對(duì)厭氧微生物產(chǎn)生了不良影響，微生物細(xì)菌中毒，從而抑制了反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。發(fā)酵體系中可容許的重金屬濃度分別為Cd2+:5 mg/L、H