發(fā)布時間：2021-03-04 01:52

　　沼液作為厭氧發(fā)酵的廢棄物處理存在困難,但沼液可以對秸稈類原料進(jìn)行預(yù)處理,為沼液的綜合利用提供可能。為優(yōu)化沼液預(yù)處理玉米秸稈的條件,提高玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣量,該文以沼液預(yù)處理前后的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量以及產(chǎn)氣量為指標(biāo),根據(jù)CCD（centralcompositedesign）試驗設(shè)計原理,選取沼液添加比例、溫度和時間為因素,建立三者之間的模型。試驗結(jié)果表明:隨著預(yù)處理TS（total solid）的降低,時間的延長,木質(zhì)纖維素的降解率越高,而溫度在30℃時木質(zhì)纖維素的降解率達(dá)到最大。從產(chǎn)氣量來看木質(zhì)纖維素降解率并不是越高越好,過分的追求木質(zhì)纖維素的降解會對產(chǎn)氣量產(chǎn)生影響,經(jīng)過響應(yīng)面法優(yōu)化產(chǎn)氣量后得出最佳的預(yù)處理工藝為:沼液添加比例19.08%、預(yù)處理溫度（30±1）℃、預(yù)處理時間為5 d,總產(chǎn)氣量可提高30.76%。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018,34(23)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

產(chǎn)氣與預(yù)處理試驗裝置示意圖Fig.1Schematicofbiogasproductionand

第23期王英琪等：沼液預(yù)處理玉米秸稈產(chǎn)沼氣工藝參數(shù)優(yōu)化241酸和微生物，溫度對微生物的活性有很大的影響，微生物在其最適溫度下活性最佳，產(chǎn)酶效率最高，因此溫度的改變對其降解的效果會產(chǎn)生差異。從產(chǎn)氣量來看，預(yù)處理溫度為30℃時產(chǎn)氣量最大，而溫度在20℃時產(chǎn)氣量最低。在預(yù)處理時間和沼液添加比例相同的情況下，不同溫度下的木質(zhì)纖維素降解率不同，產(chǎn)氣量也不同，在其最適溫度條件下其降解率最大。與此同時，在預(yù)處理時對原料預(yù)先進(jìn)行了升溫，在接種后可快速達(dá)到其最適溫度，使產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量得以快速增加，提高厭氧消化的效率。注：沼液添加比例20%，時間6d。Note:Biogasslurryadditionratiois20%,timeis6d.圖2溫度對木質(zhì)纖維素降解率及產(chǎn)氣量影響Fig.2Effectoftemperatureondegradationrateoflignocelluloseandbiogasproduction2.1.2處理時間對木質(zhì)纖維素降解及產(chǎn)氣量的影響按照不同的處理時間，處理前后木質(zhì)纖維素含量及產(chǎn)氣量如圖3所示。從圖3中可知，預(yù)處理2～10d，木質(zhì)纖維素總量降解率在8.19%～13.44%。經(jīng)過10d預(yù)處理后，纖維素降解率達(dá)到10.22%，半纖維素含量從26.52%降解至21.26%，木質(zhì)素的降解率達(dá)7.86%。從降解率來看，半纖維素的降解率最大，而木質(zhì)素的降解率很校隨著預(yù)處理時間的延長，經(jīng)過沼液浸潤的秸稈木質(zhì)纖維素組分膨脹，木質(zhì)纖維素中各成分降解率不斷升高，但從6d后降解率變化幅度減小，即降解趨于平緩。預(yù)處理時間越長，木質(zhì)纖維素降解率越高。結(jié)合產(chǎn)氣量來看，產(chǎn)氣量提高率在16.78%～29.85%之間。雖然經(jīng)過預(yù)處理的組產(chǎn)氣量在4000mL以上大于未經(jīng)預(yù)處理組的3318mL，預(yù)處理時間8d組的產(chǎn)氣量低于預(yù)處理6d組的產(chǎn)氣量。這可能是由于

第23期王英琪等：沼液預(yù)處理玉米秸稈產(chǎn)沼氣工藝參數(shù)優(yōu)化241酸和微生物，溫度對微生物的活性有很大的影響，微生物在其最適溫度下活性最佳，產(chǎn)酶效率最高，因此溫度的改變對其降解的效果會產(chǎn)生差異。從產(chǎn)氣量來看，預(yù)處理溫度為30℃時產(chǎn)氣量最大，而溫度在20℃時產(chǎn)氣量最低。在預(yù)處理時間和沼液添加比例相同的情況下，不同溫度下的木質(zhì)纖維素降解率不同，產(chǎn)氣量也不同，在其最適溫度條件下其降解率最大。與此同時，在預(yù)處理時對原料預(yù)先進(jìn)行了升溫，在接種后可快速達(dá)到其最適溫度，使產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量得以快速增加，提高厭氧消化的效率。注：沼液添加比例20%，時間6d。Note:Biogasslurryadditionratiois20%,timeis6d.圖2溫度對木質(zhì)纖維素降解率及產(chǎn)氣量影響Fig.2Effectoftemperatureondegradationrateoflignocelluloseandbiogasproduction2.1.2處理時間對木質(zhì)纖維素降解及產(chǎn)氣量的影響按照不同的處理時間，處理前后木質(zhì)纖維素含量及產(chǎn)氣量如圖3所示。從圖3中可知，預(yù)處理2～10d，木質(zhì)纖維素總量降解率在8.19%～13.44%。經(jīng)過10d預(yù)處理后，纖維素降解率達(dá)到10.22%，半纖維素含量從26.52%降解至21.26%，木質(zhì)素的降解率達(dá)7.86%。從降解率來看，半纖維素的降解率最大，而木質(zhì)素的降解率很校隨著預(yù)處理時間的延長，經(jīng)過沼液浸潤的秸稈木質(zhì)纖維素組分膨脹，木質(zhì)纖維素中各成分降解率不斷升高，但從6d后降解率變化幅度減小，即降解趨于平緩。預(yù)處理時間越長，木質(zhì)纖維素降解率越高。結(jié)合產(chǎn)氣量來看，產(chǎn)氣量提高率在16.78%～29.85%之間。雖然經(jīng)過預(yù)處理的組產(chǎn)氣量在4000mL以上大于未經(jīng)預(yù)處理組的3318mL，預(yù)處理時間8d組的產(chǎn)氣量低于預(yù)處理6d組的產(chǎn)氣量。這可能是由于

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[2]秸稈沼氣發(fā)酵預(yù)處理微生物菌劑的制備與應(yīng)用研究[D]. 張瑞.南京林業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3062352