玉米秸秆厌氧发酵试验研究

【摘要】： 围绕我国大力开发利用生物质能的重大需求,针对秸秆等木质纤维原料厌氧生物转化遇到的技术障碍,本文选取玉米秸秆为具体研究对象,对如何破除相关技术障碍,从而提高秸秆等木质纤维类原料厌氧生物转化效率的技术途径进行了研究和探索。 论文主要开展了以下三个方面的研究: (1)玉米秸秆粉碎粒径对其厌氧发酵特性的影响。选取三个不同的粒径原料进行了批量厌氧发酵试验,研究发现:无论是在常温和还是中温条件下,在10—20cm、2—3cm和20—30目三个粒径的原料中,日产气量和累计产气量均以2—3cm的最高,产气效果最好。因此2—3cm可以作为推荐使用的粒径。 (2)NaOH预处理对玉米秸秆厌氧发酵特性的影响。试验结果表明:经NaOH处理后秸秆的成分发生了变化,半纤维素发生了很大程度的降解,木质素有小部分的降解,纤维素发生膨胀,结构变得疏松,这些变化有利于厌氧发酵的进行。同时还发现:NaOH处理对秸秆的厌氧发酵有促进作用,同样的温度、添加量和粒径下,经NaOH处理后的秸秆的日产气量和累计产气量均比未处理的高。 (3)玉米秸秆不同部位的厌氧发酵特性。根据玉米秸秆不同部位物化特性的差异,将秸秆分为茎秆、茎节和叶片三个部分,分别开展了厌氧发酵试验,试验发现:茎秆部位的产气效果最佳,为314.32ml/gTS,其次是叶片,为220.24ml/gTS,茎节最差,为189.56ml/gTS。 同时,根据所进行的系列研究发现:在厌氧发酵过程中,微生物利用的主要物质是纤维素和半纤维素。半纤维素是比较容易降解的物质,因此纤维素的降解是提高厌氧发酵产气的关键所在。 【关键词】：玉米秸秆 粒径 NaOH处理 厌氧发酵
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S216.2
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-8
• 1 文献综述8-14
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 秸秆的组成成分及其特性9
• 1.3 秸秆的主要利用途径9-11
• 1.3.1 秸秆饲料化10
• 1.3.2 秸秆作为工业原料10
• 1.3.3 秸秆还田及其它损失10-11
• 1.3.4 秸秆能源化11
• 1.4 秸秆厌氧发酵的国内外研究状况11-12
• 1.5 课题研究的主要内容12-14
• 2 试验材料和方法14-18
• 2.1 试验材料14-15
• 2.1.1 发酵原料14
• 2.1.2 接种污泥14-15
• 2.2 试验方法15
• 2.2.1 试验装置15
• 2.2.2 发酵料液的浓度15
• 2.2.3 发酵温度15
• 2.3 分析测试项目及方法15-17
• 2.3.1 纤维素、半纤维素、木质素等含量的测定15-16
• 2.3.2 产气量的测定16
• 2.3.3 TS和VS值的测定16
• 2.3.4 沼气成分的测定16-17
• 2.4 主要试验仪器17-18
• 3 粒径对玉米秸秆厌氧发酵的影响18-24
• 3.1 粒径对厌氧发酵产气量的影响18-21
• 3.1.1 常温下不同粒径厌氧发酵产气量比较分析18-19
• 3.1.2 中温下不同粒径厌氧发酵产气量比较分析19-20
• 3.1.3 不同粒径原料中温和常温厌氧发酵比较20-21
• 3.2 粒径对发酵前后秸秆主要成分变化的影响21-23
• 3.2.1 常温下粒径对发酵前后各种纤维素含量变化的影响21-22
• 3.2.2 粒径对中温下发酵前后秸秆各种成分变化的影响22-23
• 3.2.3 粒径对发酵前后秸秆成分变化的影响及其与产气量的关系23
• 3.3 本章小结23-24
• 4 NaOH处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响24-32
• 4.1 NaOH处理对玉米秸秆成分含量的影响24-25
• 4.2 NaOH处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响25-28
• 4.2.1 NaOH处理对厌氧发酵过程中酸碱度的影响25-26
• 4.2.2 NaOH处理对厌氧发酵产气量的影响26-27
• 4.2.3 NaOH处理与未处理厌氧发酵产气效果的比较27-28
• 4.3 NaOH处理对发酵后秸秆成分的影响及其与产气的关系28-30
• 4.3.1 中温NaOH处理和中温未处理发酵后秸秆的主要成分比较28-29
• 4.3.2 NaOH处理发酵前后秸秆成分的变化与产气的关系29-30
• 4.4 NaOH处理对厌氧发酵沼气成分的影响30-31
• 4.5 本章小结31-32
• 5 秸秆不同部位厌氧发酵试验32-36
• 5.1 秸秆不同部位的成分比较分析32-33
• 5.2 中温不同部位玉米秸秆的厌氧发酵产气试验33-34
• 5.3 发酵前后不同部位玉米秸秆的成分变化与产气的关系34
• 5.4 本章小结34-36
• 6. 结论与建议36-37
• 6.1 结论36
• 6.2 建议36-37
• 参考文献37-41
• 英文摘要41-42

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