秸稈與糞便預(yù)混處理技術(shù)及產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光合生物制氫過程中，制氫原料問題一直是制約其發(fā)展的主要問題之一，其中，木質(zhì)纖維因其廉價(jià)、易得而被廣泛的認(rèn)為是極具潛力的制氫原料，它可以通過多種微生物的發(fā)酵作用最終轉(zhuǎn)化為可被光合細(xì)菌直接利用的糖類，最終通過光合生物制氫過程轉(zhuǎn)化為清潔的可再生能源-氫氣，因此，木質(zhì)纖維素的降解轉(zhuǎn)化過程是目前研究的重點(diǎn)之一。此外，隨著畜牧業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，畜牧業(yè)的養(yǎng)殖規(guī)模日益擴(kuò)大，畜牧業(yè)的污染問題也變得日益嚴(yán)峻，受到人們的廣泛關(guān)注，成為我國乃至全球性的污染問題

2、，其中，尤以畜禽糞便為主要污染源，因此，研究如何解決畜禽糞便污染就顯得迫在眉睫。
　　 本論文在是國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“超微化秸稈類生物質(zhì)光合連續(xù)產(chǎn)氫過程及代謝熱研究”(項(xiàng)目編號：50976029)的資助下完成的。本文首先研究了大型食草畜類糞便的內(nèi)部特性(含有纖維素分解菌)，并結(jié)合了木質(zhì)纖維素可被纖維素分解菌分解的特點(diǎn)，將二者有機(jī)結(jié)合起來，使用糞便與秸稈粉碎物混合的方法預(yù)處理秸稈與糞便，使其中的纖維素分解菌進(jìn)一步生長，并分解底物

3、中的木質(zhì)纖維素，最終產(chǎn)出還原糖。在過程中，使用RSM設(shè)計(jì)分析的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明：
　　 (1)通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)研究得出，奶牛糞中確實(shí)含有纖維素分解菌。通過單因素試驗(yàn)，研究得出pH，溫度和預(yù)處理時(shí)間對奶牛糞中的纖維素分解菌的生長有較為明顯的影響，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，最終得出交互作用下，修正后最佳的實(shí)驗(yàn)因素條件為：預(yù)處理時(shí)間為5d、pH值為5.9、溫度為49℃時(shí)，其回歸方程為：OD值=1.8

4、2-0.043X1-0.063X2+0.12X3+0.013X1X2-0.99X1X3-0.031X2X3-0.51X21-0.4X22-0.38X23預(yù)測范圍內(nèi)最高OD值為：1.8284，即還原糖含量為：1.2804mg/mL。
　　 (2)通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，將奶牛糞與秸稈粉物混合進(jìn)行處理，以pH、溫度、時(shí)間、粒徑為研究因素，先進(jìn)行單因素試驗(yàn)，確定最適合的粒徑為0.097mm，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，得出：修正后

5、最佳的實(shí)驗(yàn)條件為：時(shí)間6.3d、pH值4.9、溫度48℃，此時(shí)OD值最高，即還原糖含量最高，回歸方程為：OD值=2.67-0.062A-0.12B+0.18C+0.029AB-0.14AC-0.048BC-0.72A2-0.57B2-0.57C2，在回歸方程基礎(chǔ)上，預(yù)估計(jì)最大OD值為：2.6972，在實(shí)際驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中OD值為：2.6263，相差極小，證明此回歸方程模擬度極好，極為有效。
　　 (3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取幾個(gè)特殊特