我国玉米种植面积和产量均居于世界第二位,玉米秸秆产量巨大,但是,农业秸秆利用技术尚不成熟,玉米秸秆除用作还田和饲料外,没有大规模的工业化应用。论文利用无化学品添加的水热法处理玉米秸秆,得到玉米秸秆水解液,在研究水热预处理过程中玉米秸秆主要成分溶出率和水解液提取方式基础上,重点研究了水热预处理过程中的放料方式和水解液循环回用对水解液中主要成分特别是低聚木糖的增浓效果,以期通过优化水热预处理工艺提高水解液浓度,为水解液的后续利用打下良好的基础;同时对水解液的产沼气性能和抗氧化性能进行了研究。水热法处理玉米秸秆得到的水解液中,半纤维素的溶出率最高,其次是木素,纤维素最低。有超过一半的半纤维素溶出,主要以低聚木糖的形式存在。对水解液的提取方式研究表明,高浓法比中浓法提取效率高,大约2/3水解液主要成分集中于浓水解液中。水解液的循环回用可以提高水解液中糖类物质和木素的浓度,同时糠醛、羟甲基糠醛、乙酸和甲酸等发酵抑制物浓度亦增加,回用次数和回用比例对水解液中化学成分含量均有影响,100%浓水解液回用比100%水预处理时低聚木糖浓度提高了37%。稀水解液的循环回用也有益于提高浓水解液主要成分的浓度。水热预处理后的放料方式对水解液也有影响,放汽法得到的水解液中低聚木糖浓度高,比降温法提高了 53%,有利于低聚木糖的提取利用对水解液进行酸处理得到的酸沉物质,主要是木质素和一些植物酚酸类化合物,采用DPPH自由基清除实验和ABTS+·自由基清除实验来评价其抗氧化性。在pH值2.5条件下得到的酸沉物质具有很好的抗氧化能力。对水解液进行厌氧发酵处理生产沼气,重点探究了接种比和发酵底物浓度对发酵产气效果及对水解液中COD去除率的影响。结果表明在接种比为0.25 KgVS/KgCOD时有较好的产气效果和COD去除效果,产气量为108.6 ml/gCOD,COD去除率为71.2%;当发酵底物浓度为60%时,相应的产气量为93.6 ml/gCOD,此时COD去除率为68.6%。最后,对厌氧发酵之后的废液进行好氧污泥处理以降低其COD和浊度等指标。采用恒温培养振荡器和自制的好氧反应器两种不同的处理方式,结果表明恒温培养振荡器效果好。当进水COD浓度为1586mg/l时,COD除去率最高为64.4%。对进水COD浓度在1200 mg/l到2000 mg/l之间的废液,40小时后废液浊度均达到了 0 NTU,好氧污泥处理有较好的效果。