论文部分内容阅读
我国木质纤维素废资源丰富，但存在着利用率较低和利用途径简单等问题。有效利用木质纤维素资源，是缓解我国农村和城镇居民生活能源紧张问题的有效途径之一。厌氧微生物对木质纤维素物质降解消化能力较低，导致木质纤维物质的厌氧消化率低，从而限制了木质纤维素废弃物产甲烷的工程应用。本文以玉米秸秆和菹草两种木质纤维素原料为例进行了厌氧发酵产甲烷过程的强化技术研究，研究分析了玉米秸秆和蓝藻的混合发酵，玉米秸秆和藻渣的混合发酵和菹草碱性厌氧发酵技术的过程特征。主要研究内容和成果如下：（1）玉米秸秆和巢湖蓝藻混合发酵过程：和玉米秸秆或巢湖蓝藻为单一底物的系统相比，混合厌氧发酵体系的产气效率和产气速率均显著提高。当玉米秸秆、蓝藻和接种污泥的挥发性固体（Volatilesolid,VS）质量分数比是2:8:1时，厌氧消化效率最好。混合底物单位VS气体产率可达687.3mL/g，甲烷体积分数为63.3%，纤维素和半纤维素降解率分别为48.5和62.8%。（2）玉米秸秆和藻渣混合发酵过程：和玉米秸秆或藻渣为单一底物的系统相比，混合厌氧发酵体系的产气效率显著提高。当玉米秸秆、蓝藻和接种污泥的VS质量分数比是10:2:2时，产沼气效果最好。混合底物单位挥发性固体产率可达到421.0mL/g，甲烷体积分数为49.6%，纤维素和半纤维素降解率分别为83.7和68.4%。（3）NaOH菹草混合发酵过程：和常规厌氧发酵过程相比，添加一定量的NaOH可以显著增加菹草的产气和产甲烷效果。使用厌氧污泥和牛粪两种接种物，菹草和接种物VS质量分数比是4:1，NaOH添加量是反应器中总VS的3.5%时，对菹草的产气效果和产甲烷促进作用最佳，单位挥发性固体产率分别为284.4和390.0mL/g，单位挥发性固体产率产甲烷率为125.9和186.5mL/g，菹草纤维素的消化效率也大大提高，半纤维素的分解效率远远大于纤维素。和厌氧污泥比较，接种物为牛粪的纤维素消化率相对更高。