發(fā)布時間：2017-04-17 16:19

  本文關(guān)鍵詞：不同生物預(yù)處理對蘆竹和玉米秸稈及其厭氧消化性能影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及木質(zhì)素的存在極大限制了原料在厭氧消化過程中的水解反應(yīng)。預(yù)處理和貯存是木質(zhì)纖維素生物質(zhì)沼氣工程中兩個重要的上游環(huán)節(jié)。通過適當?shù)念A(yù)處理和貯存可以增加生物質(zhì)的生物降解性,并有助于提高后續(xù)厭氧消化產(chǎn)甲烷性能。因此,開展原料預(yù)處理和貯存的研究對于厭氧消化技術(shù)的推廣與應(yīng)用具有非常重要的意義。本文對不同收獲時期和不同固形物含量蘆竹的青貯物化性能及其厭氧消化產(chǎn)甲烷性能進行了評價,研究了尿素添加對蘆竹青貯及其厭氧消化特性的影響,并探討了真菌預(yù)處理對玉米秸稈理化特性和產(chǎn)甲烷性能的影響。對不同收獲時期蘆竹進行青貯和厭氧消化實驗研究。蘆竹中水溶性碳水化合物主要包含纖維二糖和葡萄糖,為蘆竹青貯過程中的乳酸發(fā)酵提供糖源。隨著收獲時間(9-12月)的延長,蘆竹中水溶性碳水化合物顯著(p0.05)增加112.9%,90 d青貯過程中乳酸產(chǎn)量顯著(p0.05)增加,pH快速下降,使梭菌發(fā)酵減弱并降低干物質(zhì)損失至0.5%。12月收獲蘆竹的青貯穩(wěn)定性最高,隨著固形物含量(25-40%)增加,30 d青貯過程中乳酸二次代謝增強使丙酸累積增加,pH升高至4.1,其對應(yīng)的干物質(zhì)損失低于1.1%。60d青貯使4個不同收獲時期蘆竹的累積甲烷產(chǎn)量提高了4.5-13.7%；相對較高的青貯固形物含量(30-40%)有利于增加12月收獲蘆竹的累積甲烷產(chǎn)量(9.6-14.9%)。說明推遲蘆竹收獲時期有利于WSC的累積,提高蘆竹青貯的性能并增加后續(xù)的厭氧消化產(chǎn)甲烷量。針對青貯品質(zhì)較差的早期(9月和10月)收獲蘆竹,引入尿素處理輔助調(diào)控蘆竹的青貯過程。0.8%尿素添加直接影響青貯發(fā)酵產(chǎn)物尤其是乳酸、乙酸和丙酸的累積分布,并且降低蘆竹青貯過程中干物質(zhì)損失和丁酸的累積；另外,0.8%尿素添加降低蘆竹90 d貯存過程中纖維素降解(47.5%)并增加了木質(zhì)素的降解(101.3%)。0.8%尿素添加輔助青貯使9月和10月蘆竹的累積甲烷產(chǎn)量分別增加25.6%和17.4%,蘆竹青貯產(chǎn)生的乳酸、乙酸和乙醇,以及部分移除木質(zhì)素和半纖維素所提高的消化性,加速了厭氧消化過程中產(chǎn)甲烷菌的代謝從而提高了最大甲烷產(chǎn)率。尿素添加提高了蘆竹的生物降解性并縮短了后續(xù)厭氧消化的啟動時間和甲烷產(chǎn)量,有利于提高沼氣工程的產(chǎn)甲烷效率和綜合效益。為進一步提高青貯原料的生物降解性,采用Phanerochaete chrysosporium預(yù)處理青貯玉米秸稈。青貯玉米秸稈中降解了32.4%半纖維素和22.6%木質(zhì)素,使后續(xù)累積甲烷產(chǎn)量增加21.2%。而干黃玉米秸稈真菌預(yù)處理中降解61.1%木質(zhì)素的同時伴隨54.7%纖維素的損失,導(dǎo)致后續(xù)累積甲烷產(chǎn)量降低。水洗使青貯玉米秸稈預(yù)處理過程中半纖維素和木質(zhì)素降解率分別增加至48.4%和39.0%,其累積甲烷產(chǎn)量比未預(yù)處理的青貯玉米秸稈增加32.6%。另外,真菌預(yù)處理添加乳酸或丁酸的玉米秸稈中木質(zhì)素降解率為(42.9-50.7%),而添加乙酸或丙酸的玉米秸稈預(yù)處理過程中木質(zhì)素降解率(11.7-16.5%)較低。說明青貯中乙酸和丙酸對P. chrysosporrium預(yù)處理過程中酶的分泌或活性產(chǎn)生抑制作用,而該真菌對乳酸和丁酸則顯示出較強的耐受性。
【關(guān)鍵詞】：青貯 真菌預(yù)處理 厭氧消化 有機酸 甲烷
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-34
• 1.1 引言13-15
• 1.2 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的沼氣化利用15-17
• 1.3 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù)17-23
• 1.4 青貯影響因素及其應(yīng)用分析23-29
• 1.5 真菌預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀29-30
• 1.6 問題的提出和研究內(nèi)容30-34
• 第二章 不同收獲時期蘆竹的青貯及其產(chǎn)甲烷性能評價34-50
• 2.1 引言34-35
• 2.2 材料與方法35-38
• 2.3 不同收獲時期蘆竹的化學組分定量分析38-40
• 2.4 不同收獲時期蘆竹的青貯物化特性分析40-42
• 2.5 不同收獲時期蘆竹的青貯發(fā)酵產(chǎn)物分布42-44
• 2.6 不同收獲時期蘆竹青貯過程中細胞壁組分降解變化44-46
• 2.7 不同收獲時期和青貯對蘆竹產(chǎn)甲烷性能的影響46-47
• 2.8 厭氧消化的動力學分析47-49
• 2.9 本章小結(jié)49-50
• 第三章 不同固形物含量對蘆竹青貯及產(chǎn)甲烷性能的影響50-61
• 3.1 引言50-51
• 3.2 材料與方法51-53
• 3.3 不同固形物含量對蘆竹青貯發(fā)酵產(chǎn)物累積分布的影響53-56
• 3.4 不同固形物含量對蘆竹青貯過程中化學組分的影響56
• 3.5 青貯蘆竹的厭氧消化性能評價56-59
• 3.6 青貯蘆竹厭氧消化的動力學分析59-60
• 3.7 本章小結(jié)60-61
• 第四章 尿素添加輔助蘆竹青貯及其產(chǎn)甲烷性能評價61-75
• 4.1 引言61
• 4.2 材料與方法61-64
• 4.3 尿素輔助處理對蘆竹青貯物化特性的影響64-66
• 4.4 尿素輔助蘆竹青貯過程中發(fā)酵產(chǎn)物累積分布變化規(guī)律66-68
• 4.5 尿素輔助處理對蘆竹青貯過程中生物降解性的影響68-70
• 4.6 尿素輔助青貯對蘆竹產(chǎn)甲烷性能的影響70-72
• 4.7 青貯發(fā)酵產(chǎn)物與產(chǎn)甲烷相關(guān)性分析72-74
• 4.8 本章小結(jié)74-75
• 第五章 真菌預(yù)處理玉米秸稈及其對產(chǎn)甲烷性能的影響75-86
• 5.1 引言75-76
• 5.2 材料與方法76-79
• 5.3 真菌預(yù)處理對玉米秸稈厭氧消化性能的影響79-81
• 5.4 真菌預(yù)處理對玉米秸稈生物降解性的影響81-82
• 5.5 玉米秸稈真菌預(yù)處理過程中的物理化學結(jié)構(gòu)變化82-85
• 5.6 本章小結(jié)85-86
• 第六章 青貯中有機酸對真菌預(yù)處理玉米秸稈及產(chǎn)甲烷的影響86-102
• 6.1 引言86
• 6.2 材料與方法86-90
• 6.3 水洗對青貯秸稈真菌預(yù)處理過程中生物降解性的影響90-92
• 6.4 水洗對真菌預(yù)處理青貯玉米秸稈產(chǎn)甲烷性能的影響92-96
• 6.5 有機酸對真菌預(yù)處理玉米秸稈生物降解性的影響96-100
• 6.6 真菌預(yù)處理對添加不同有機酸玉米秸稈產(chǎn)甲烷性能的影響100-101
• 6.7 本章小結(jié)101-102
• 第七章 結(jié)論與建議102-105
• 7.1 結(jié)論102-103
• 7.2 創(chuàng)新點103-104
• 7.3 建議104-105
• 參考文獻105-118
• 致謝118-119
• 作者簡介119-120

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張濤,崔宗均,李建平,楊立國,康玉凡,胡躍高;不同發(fā)酵類型青貯菌制劑對青貯發(fā)酵的影響[J];草業(yè)學報;2005年03期

  本文關(guān)鍵詞：不同生物預(yù)處理對蘆竹和玉米秸稈及其厭氧消化性能影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：313780