汽爆秸稈兩相法厭氧發(fā)酵試驗研究.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，由于秸稈中木質素、纖維素、半纖維素相互纏繞，不利于發(fā)酵，需對其進行預處理。汽爆破預處理已經(jīng)被廣大學者證明是一種有效的秸稈預處理方法，但秸稈汽爆預處理后用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣特性的研

2、究并不多見。
　　本文是在農業(yè)部“引進國際先進農業(yè)科學技術”項目:秸稈厭氧發(fā)酵技術引進、消化與創(chuàng)新(編號2010-s25，2011-s15)的資金扶持下進行。
　　本文對玉米秸稈進行了蒸汽爆破預處理并進行兩相厭氧發(fā)酵試驗，并與單相厭氧發(fā)酵試驗的結果進行對比，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)酵的影響進行了分析。并進行了兩相厭氧發(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論如下:
　　(1)對比不同消化液TS濃度對厭氧反應的影響發(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，造成料液酸化，不利于發(fā)酵的進行，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)酵研究結果發(fā)現(xiàn)，采用巾溫35℃進行兩相厭氧發(fā)酵試驗最為適宜。
　　(4)兩相厭氧發(fā)酵試驗中采用不同同流量，結果發(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器運行效果，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，兩相反應器中產(chǎn)甲烷菌對pH值的適應范圍更廣，更耐受沖擊負荷和環(huán)