汽爆秸稈兩相法厭氧發(fā)酵試驗(yàn)研究.pdf

1、在化石能源日漸匱乏、能源形勢日益緊張的今天，人類尋找替代或輔助能源并提高能源利用效率的要求顯得愈加迫切。目前我國農(nóng)作物秸稈資源總量豐富但利用水平較低，如能將其用于沼氣發(fā)酵，不僅能解決當(dāng)前因焚燒秸稈、濫用化肥而造成的環(huán)境污染，也能緩解能源緊張給社會帶來的壓力。同時，由于秸稈中木質(zhì)素、纖維素、半纖維素相互纏繞，不利于發(fā)酵，需對其進(jìn)行預(yù)處理。汽爆破預(yù)處理已經(jīng)被廣大學(xué)者證明是一種有效的秸稈預(yù)處理方法，但秸稈汽爆預(yù)處理后用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣特性的研

2、究并不多見。
　　本文是在農(nóng)業(yè)部“引進(jìn)國際先進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)”項(xiàng)目:秸稈厭氧發(fā)酵技術(shù)引進(jìn)、消化與創(chuàng)新(編號2010-s25，2011-s15)的資金扶持下進(jìn)行。
　　本文對玉米秸稈進(jìn)行了蒸汽爆破預(yù)處理并進(jìn)行兩相厭氧發(fā)酵試驗(yàn)，并與單相厭氧發(fā)酵試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對比，選取了不同原料濃度，對產(chǎn)酸相的pH值、揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)值的變化特性和其對厭氧發(fā)酵的影響進(jìn)行了分析。并進(jìn)行了兩相厭氧發(fā)酵工藝條件的研究，得到了產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段的

3、最適工藝參數(shù)。研究得出的豐要研究結(jié)論如下:
　　(1)對比不同消化液TS濃度對厭氧反應(yīng)的影響發(fā)現(xiàn)，較高濃度的TS，料液pH值下降速度較快，并長時間維持在較低的pH值內(nèi)，造成料液酸化，不利于發(fā)酵的進(jìn)行，延長了發(fā)酵周期;同時，高濃度發(fā)酵對于產(chǎn)氣量和甲烷含量的影響很大，往往是產(chǎn)氣量和甲烷含量隨TS升高而降低。
　　(2)通過對3種VFAs在試驗(yàn)過程中含量變化的分析，發(fā)現(xiàn)微生物對乙酸和丁酸利用較多，在整個發(fā)酵周期里乙酸和丁酸的含量變

4、化較大，但對丙酸利用較少。
　　(3)對不同溫度的厭氧發(fā)酵研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用巾溫35℃進(jìn)行兩相厭氧發(fā)酵試驗(yàn)最為適宜。
　　(4)兩相厭氧發(fā)酵試驗(yàn)中采用不同同流量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在回流量為120mL時，可以獲得較高的產(chǎn)氣量和甲烷體積含量，分別為11005mL和68.3％。
　　(5)通過比較兩相和單相厭氧反應(yīng)器運(yùn)行效果，發(fā)現(xiàn)兩相厭氧發(fā)酵過程中經(jīng)過產(chǎn)酸相的緩沖之后，兩相反應(yīng)器中產(chǎn)甲烷菌對pH值的適應(yīng)范圍更廣，更耐受沖擊負(fù)荷和環(huán)