農村廢棄有機生物質高效產沼技術研究.pdf

1、我國現(xiàn)階段面臨著經濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力，全國組織開展較大規(guī)模的社會主義新農村建設，以農村為突破點，尋求新能源開發(fā)和環(huán)境可持續(xù)改善的有效措施。利用秸稈等農村廢棄生物質產沼氣既能在農村地區(qū)開拓新的能源途徑以緩解能源供需矛盾，又能解決秸稈野燒產生的空氣污染問題，除此之外，沼氣作為可再生能源，具有成本低廉、熱值高、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。本文主要包括以提高產沼率為目的的秸稈沼液預處理和秸稈水解產酸過程的研究，主要的研究內容和結論如下:

2、　　研究了不同條件下的沼液預處理對秸稈的組成以及預處理后秸稈產氣性能的影響，結果表明:秸稈經過沼液預處理后其產氣效果明顯提高。實驗選擇影響沼液預處理過程的4個影響因素:預處理時間、含水率、溫度和粒徑，實驗結果表明:秸稈的木質素和纖維素的降解率隨著時間延長而增大;預處理過程中含水率小于60％或者大于80％都不利于產氣;溫度在40℃以上時多數(shù)微生物活性下降，纖維素和半纖維素的降解量減少;秸稈粉碎程度越大，顆粒越小，木質素、纖維素和半纖維素等

3、“三素”的降解越明顯;最后通過單因素實驗的實驗結果找出實驗水平并設計正交實驗選取出沼液預處理的優(yōu)化條件為:預處理時間3d、含水率70％、溫度40℃和粒徑5-10mm，該條件下單位gTS秸稈產氣量最高達到262.34ml，與未做預處理的秸稈相比增加了62.82％。并且對選取的4種因素做顯著分析，結果表明:預處理溫度和時間對產氣量的影響顯著，而預處理過程中的含水率對秸稈產氣影響不大;預處理溫度對秸稈木質素的去除影響顯著，含水率和預處理時間對

4、其影響沒有溫度明顯;預處理溫度、時間和粒徑對纖維素的降解都有顯著影響。實驗最終結果表明秸稈的產氣量不僅與預處理后剩余的纖維素有關，還與過程中木質素的降解量有關。
　　本文還研究了沼液中的有機酸、微生物在預處理過程中的作用，同時比較了高濃度沼液和低濃度沼液的預處理效果，研究表明:沼液中的微生物在沼液預處理的過程中起關鍵性作用，相對于木質素總降解量，其貢獻率為72.60％，秸稈有機組分的降解主要由微生物代謝作用引起的，單獨的乙酸溶液對

5、秸稈的破壞不明顯，沒有很好的降解性，對木質素降解只有3.52％。沼液濃度的高低對秸稈的預處理具有影響，高濃度的沼液對“三素”的降解較為明顯。
　　研宄了秸稈的底物負荷以及外循環(huán)流量對秸稈產酸性能的影響，研究表明:秸稈在產酸過程中有機酸的溶出速率在低負荷條件下隨著負荷增大而增大，在高負荷下由于較密的壓實度和較大的填充量，秸稈溶出效率低于低負荷狀態(tài)下的溶出速率，研究發(fā)現(xiàn)在100g/L負荷下，秸稈溶出S-COD最高為7808mg/L;但