打捆麥秸水解產(chǎn)酸技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化研究.pdf

1、農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過(guò)程按照有機(jī)物轉(zhuǎn)化進(jìn)程可分為水解產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。Vieitez和Nopharatana等研究均表明，固體有機(jī)物的水解產(chǎn)酸速率低于產(chǎn)甲烷速率，是固體有機(jī)物厭氧發(fā)酵的限速步驟。因而兩相厭氧發(fā)酵水解產(chǎn)酸成為了本研究的焦點(diǎn)。加之秸稈沼氣工程面對(duì)的對(duì)象是農(nóng)村、農(nóng)民，工程投資及運(yùn)行成本是決定該技術(shù)是否可行的重要因素，隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，秸稈的機(jī)械化收集成為了秸稈資源化利用的前提，機(jī)械收集后秸稈的緊實(shí)度大幅增加，對(duì)后續(xù)秸稈

2、厭氧生物產(chǎn)氣的影響如何還不清楚。
　　溫度是影響微生物活性的重要方面，從而影響麥秸水解產(chǎn)酸的速率。因此我們開(kāi)展了不同緊實(shí)度麥秸在不同溫度下水解產(chǎn)酸特性研究，本研究麥秸三種處理方式:打捆、壓實(shí)、疏松（實(shí)質(zhì)TS濃度不同，分別為5.88％、3.77％、2.30％）、分別置于三種不同溫度10、20、30℃下，分析了麥秸水解過(guò)程水解酸化液中pH值、水解酸化液水溶性有機(jī)物含量、酸化液揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量，結(jié)果表明，溫度是影響麥秸水解速率和水解率的

3、重要因素，沼氣工程中應(yīng)盡量提高水解相溫度;將麥秸打捆后進(jìn)行水解產(chǎn)酸，對(duì)麥秸中有機(jī)物的水解溶出影響不大，表明打捆麥秸直接用于水解產(chǎn)酸是可行的。不僅可避免浸泡過(guò)程中麥稈上浮、解體等現(xiàn)象，麥秸完全浸泡于沼液中，利于秸稈充分水解。打捆麥秸水解酸化液中有機(jī)酸組成發(fā)生了較大變化，但并不影響其后續(xù)沼氣利用。
　　本實(shí)驗(yàn)待水解酸化穩(wěn)定后，發(fā)酵罐內(nèi)水解液分別設(shè)排空、排1/2、1/3等3個(gè)處理，然后用等量沼液加入到發(fā)酵罐內(nèi)，以促進(jìn)秸稈進(jìn)一步水解酸化。

4、試驗(yàn)運(yùn)行73d,進(jìn)行4次出料，分析了水解過(guò)程中pH值、COD、SCOD和VFAs以及秸稈水解前后的干物質(zhì)，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等含量的的變化。其結(jié)果表明:水解液全量出料更有利于秸稈的水解產(chǎn)酸，秸稈干物質(zhì)產(chǎn)COD量較出料1/2和出料1/3分別提高了32％和43.48％，秸稈干物質(zhì)損失率較出料1/2和出料1/3分別提高了42.86％和100％。維持水解液較高的COD濃度不利于秸稈的水解產(chǎn)酸。
　　結(jié)合前期試驗(yàn)，在秸稈水解相水解液穩(wěn)

5、定后進(jìn)行全排，提高了秸稈的降解率。為此本實(shí)驗(yàn)對(duì)打捆麥秸水解液回流的效果進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，水解液設(shè)置不循環(huán)、1天一循環(huán)、3天一循環(huán)的不同回流頻次處理對(duì)麥秸產(chǎn)酸產(chǎn)氣的影響，研究了水解發(fā)酵過(guò)程中的PH值、COD、VFA、日產(chǎn)氣量、甲烷含量、發(fā)酵前后麥秸的理化特性和結(jié)構(gòu)的變化，其結(jié)果表明:循環(huán)處理對(duì)麥秸水解產(chǎn)酸有較大的影響，3天一循環(huán)處理COD排出量分別比1天一循環(huán)和不循環(huán)處理提高了14.40％、20.24％。循環(huán)有利于促進(jìn)秸稈中有機(jī)物的溶

6、出，但過(guò)于頻繁的循環(huán)反而會(huì)抑制產(chǎn)酸菌的活性，降低了產(chǎn)酸菌的酸化水解能力;
　　為研究混合水解對(duì)麥秸水解產(chǎn)酸的影響，以豬糞、廚余和蔬菜廢物為原料，研究了其分別與麥秸混合水解產(chǎn)酸的特性。分析了水解過(guò)程中水解液pH值、COD、SCOD和揮發(fā)性脂肪酸的變化，結(jié)果表明:無(wú)論是麥秸單獨(dú)水解還是與其他有機(jī)廢物混合水解，水解物最佳出料時(shí)間均為水解產(chǎn)酸3-7d，7d后水解液COD濃度下降;將蔬菜廢物與麥秸混合水解，水解液pH值降低幅度最大，水解液中