預(yù)處理方法對(duì)玉米稈厭氧發(fā)酵制氫的影響研究.pdf

1、利用厭氧發(fā)酵技術(shù)將廢棄玉米稈轉(zhuǎn)化為氫氣，既有利于環(huán)境治理，又能制備清潔能源，是一項(xiàng)集社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益為一體的新型環(huán)保產(chǎn)業(yè)。
　　 本研究以活性污泥作為厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫菌來(lái)源，與預(yù)處理好的底物玉米稈混合進(jìn)行厭氧發(fā)酵，以累積氫產(chǎn)量、平均產(chǎn)氫速率和氫氣百分含量為主要考察目標(biāo)，研究預(yù)處理方法對(duì)玉米稈厭氧發(fā)酵制氫的影響。
　　 鑒于玉米稈木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和難降解性，本文使用氨水和硫酸對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，并采用高溫高壓以及

2、超聲分別與氨水和硫酸協(xié)同作用。系統(tǒng)考察預(yù)處理試劑濃度、浸泡時(shí)間、液固比、高溫高壓(HTHP)處理溫度、高溫高壓(HTHP)處理時(shí)間和超聲時(shí)間等因素對(duì)玉米稈底物發(fā)酵產(chǎn)氫能力的影響。實(shí)驗(yàn)在發(fā)酵溫度38℃，初始pH值7.0，底物濃度15 g·L-1的條件下進(jìn)行，得到最理想的條件為：用2.0％的硫酸以液固比(硫酸mL/玉米稈g)20∶1的比例浸潤(rùn)玉米稈，超聲1.5 h后發(fā)酵產(chǎn)氫，累積氫產(chǎn)量為142.59mL·g-1-CS。該結(jié)果比氨水處理玉米稈

3、的最佳發(fā)酵產(chǎn)氫能力(115.20 mL·g-1-CS)提高了23.78％，是空白玉米稈的發(fā)酵產(chǎn)氫能力(15.33 mL·g-1-CS)的9.3倍。此時(shí)平均產(chǎn)氫速率和氫氣百分含量分別為17.03 mL·g-1-CS·h-1和51.49％。
　　 本研究還對(duì)各種預(yù)處理實(shí)驗(yàn)情況做了對(duì)比，并將不同方法預(yù)處理過(guò)的玉米稈做了掃描電鏡分析(SEM)。結(jié)果說(shuō)明超聲協(xié)同硫酸預(yù)處理對(duì)玉米稈結(jié)構(gòu)的破壞性最大，纖維素和半纖維素的利用率大大提高，這和發(fā)酵