中国每年都会产生大量的诸如农作物秸秆,牲畜粪便等的农业残留物和有机废物,出于环境保护和可再生资源再利用的原因需要加以开发利用。然而从生化的角度来看,木质纤维素生物质具有传统生化过程难以直接处理的木质素-纤维素聚合体,而热解过程可以轻易打破这种结构并将其转化为甲酸、乙酸等可以被生化过程直接利用并被定向转化的物质。因此热解与生化相结合是一种很有潜力的技术,可望将木质纤维素生物质残渣转化为多种高品位可再生生物能源产品。因此本研究利用这一新概念将难以直接发酵的木质纤维素生物质进行热解处理,再将产生热解油在不同的厌氧培养条件下利用微生物发酵的方式进行生物甲烷化。目的是对热解条件和厌氧培养条件两个方面进行研究,以确定产甲烷能力最佳的热解条件和厌氧培养条件。本研究首先调整了热解条件,分别设定了不同的热解温度,生物质颗粒粒径和管式炉吹扫气速率,并选择不同的生物质作为原料制备热解油。第二步,通过逐渐增加热解油浓度的方式使厌氧产甲烷污泥逐渐适应热解油的环境并获得驯化后的污泥。最后,通过调节不同的热解油浓度、碳氮比、厌氧培养温度以及使用不同类型的热解油,研究了不同条件下污泥的产甲烷能力。主要研究内容及研究成果如下:1对厌氧污泥进行基本特性检测,主要包括生态学意义上的多样性指数以及菌群间的相对丰度。并检测了热解油生化产甲烷过程的菌群变化,以此确定热解油产甲烷过程其主要作用的菌种为甲烷八叠球菌。2研究对比了驯化与非驯化过程对污泥产甲烷的影响,研究表明新鲜接种污泥经过驯化可以显著提升其对热解油中抑制物的耐受性,进而大幅提升热解油厌氧消化的甲烷产量。3研究了不同厌氧培养条件对污泥发酵热解油产甲烷的影响。研究表明,当环境温度为中温条件时有利于低热解油浓度低于4%时的生物油生物甲烷化,而高温的厌氧培养条件有利于热解油浓度为10%的高热解油浓度.当热解油浓度高于15%时,高温环境的厌氧污泥也会发生抑制现象,几乎不再产生甲烷。4研究了不同热解条件所生产的热解油对厌氧污泥产甲烷的影响。热解条件为0.85mm的生物质粒径,300℃的热解温度时厌氧消化步骤中可以产生更多的甲烷,这是因为此时热解油中所含的抑制物含量较低。另外,与在300℃下的情况相比,在650℃下产生的热解油中的苯酚浓度极高,因此厌氧消化过程的累积甲烷产量显著降低。如果不考虑热解油的产量,300℃的热解温度更适合热解油的后续发酵。