【摘要】： 農(nóng)作物秸稈因其復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu),不能直接被厭氧菌群利用來(lái)生產(chǎn)沼氣。因此以秸稈作為原料時(shí),需要進(jìn)行預(yù)處理,使復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)得到破壞,從而易于被厭氧菌群利用。為此,本文以常見(jiàn)的,資源量豐富的水稻秸稈和玉米秸稈為處理對(duì)象,研究了超聲波與稀堿法的聯(lián)合預(yù)處理對(duì)秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響,并探討了超聲波處理和稀堿法處理在秸稈預(yù)處理過(guò)程中的協(xié)同效應(yīng)。 1.以水稻秸稈為原料,研究了稀堿法預(yù)處理對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響。單因素分析發(fā)現(xiàn)NaOH濃度(g/g干物質(zhì))以6%為最佳,水浴加熱時(shí)間以3h為最佳,水浴加熱溫度以100℃為最佳。在此基礎(chǔ)上通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)稀堿法預(yù)處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,各因素對(duì)水稻秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響的大小為:NaOH濃度水浴溫度水浴時(shí)間。最優(yōu)組合為NaOH濃度為4%,水浴加熱時(shí)間為3小時(shí),水浴溫度為100℃,此時(shí)的累積產(chǎn)氣量為10129mL,比未處理的對(duì)照組提高了115.8%。 2.以水稻秸稈為原料,聯(lián)合超聲波與稀堿法對(duì)秸稈進(jìn)行了預(yù)處理。經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)超聲波與稀堿法聯(lián)合處理中各因素對(duì)水稻秸稈厭氧產(chǎn)氣效果的影響大小排序?yàn)?固液比NaOH濃度超聲時(shí)間超聲功率。最優(yōu)的預(yù)處理?xiàng)l件為:NaOH濃度6%,超聲時(shí)間60分鐘,超聲功率為360Khz,固液比1:12。如上條件下的累積產(chǎn)氣量為12305mL,比單純用堿進(jìn)行預(yù)處理的最大產(chǎn)氣量提高了21.5%。 3.以玉米秸稈為原料,探討了稀堿法預(yù)處理針對(duì)秸稈厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣影響。單因素實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)NaOH濃度(g/g干物質(zhì))以6%為最佳,水浴加熱時(shí)間以3h為最佳,水浴加熱溫度以100℃為最佳。在此基礎(chǔ)上通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)稀堿法預(yù)處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,各因素對(duì)玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響的大小為:NaOH濃度水浴溫度水浴時(shí)間。最優(yōu)組合為NaOH濃度為4%,水浴加熱時(shí)間為3小時(shí),水浴溫度為100℃,此時(shí)的累積產(chǎn)氣量為10868mL,比未處理的對(duì)照組提高了117.9%。 4.以玉米秸稈為原料,聯(lián)合超聲波與稀堿法對(duì)秸稈進(jìn)行了預(yù)處理。經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)超聲波與堿聯(lián)合處理中各因素對(duì)玉米秸稈厭氧產(chǎn)氣效果的影響大小排序?yàn)?固液比NaOH濃度超聲功率超聲時(shí)間。最優(yōu)的預(yù)處理?xiàng)l件為:NaOH濃度為6%,超聲時(shí)間60分鐘,超聲功率為360Khz,固液比1:12。此時(shí)的累積產(chǎn)氣量為14335mL,比稀堿法單獨(dú)預(yù)處理的最優(yōu)方案提高了31.9%。
【圖文】：

圖 2-1 葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)Fig.2-1 the stand curve of Glucose含量的測(cè)定：以 1.0mL 樣品代替葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液按同樣顯色操作，測(cè)定 5光度，利用回歸方程計(jì)算還原糖含量（以葡萄糖計(jì)）。2）濾紙酶活力的測(cè)定采用國(guó)際理論和應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(huì)(IUPAC)推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定[44]。濾紙酶活力的國(guó)際單位(FPIU)等于在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下的每分鐘生成 1μmo的酶量，測(cè)定步驟如下：在試管中加入 50mg 卷成筒狀的濾紙條(l×6cm)試管中加入 1.0mL、0.05mol/L 的檸檬酸緩沖液和 0.5mL 適當(dāng)稀釋的酶液料布，用橡皮筋扎緊。上述試管置于 50℃的恒溫水浴中反應(yīng) 60min。取迅速加入 DNS 試劑 3mL，在沸水浴中反應(yīng) 5min，冷卻后加水至 50mL，并，待濾紙完全沉淀后，取上清液于 550nm 處測(cè)定吸光度。以所用酶量生的毫克數(shù)為橫坐標(biāo)，酶量的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)作圖，從圖中求出生成 2mg 葡量，按下式計(jì)算樣品的濾紙酶活力(FAP)：

行樣品的平均值產(chǎn)氣量作最終產(chǎn)氣量。結(jié)果與分析 NaOH 濃度對(duì)水稻秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響 NaOH 濃度（g/g 干物質(zhì)）分別為 2％，4％，6％，8％的預(yù)處產(chǎn)沼氣的影響。（其它反應(yīng)條件相同，為水浴溫度為 80℃，水�。⿲�(shí)驗(yàn)室富集馴化的魚(yú)塘污泥為接種物，將預(yù)處理后的水稻秸稈用，于 75℃烘干至恒重后作為發(fā)酵原料。取經(jīng)過(guò)不同濃度 NaOH 處稈 50g 于反應(yīng)瓶中，在加入 50g 接種物，反應(yīng)瓶放于水浴鍋中1℃）厭氧發(fā)酵試驗(yàn)，，反應(yīng)周期控制為 21 天。產(chǎn)氣效果如下圖所
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：S216.4

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 焦翔翔;靳紅燕;王明明;;我國(guó)秸稈沼氣預(yù)處理技術(shù)的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];中國(guó)沼氣;2011年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 羅艷;互花米草沼渣二次發(fā)酵特性研究[D];南京大學(xué);2011年

2 馬德勇;王草三種降解糖化技術(shù)的研究[D];海南大學(xué);2011年

3 田永蘭;酸預(yù)處理玉米秸稈與牛糞混合厭氧發(fā)酵試驗(yàn)研究[D];華北電力大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2676649