【摘 要】
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可再生能源紧缺和生物质等废弃物资源化利用是当今世界面临的重大课题。以秸秆等农作物废弃物作为原料,改进传统厌氧发酵产沼气的研究也成为了当下研究的热点。分别以营养液
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可再生能源紧缺和生物质等废弃物资源化利用是当今世界面临的重大课题。以秸秆等农作物废弃物作为原料,改进传统厌氧发酵产沼气的研究也成为了当下研究的热点。分别以营养液和水稻秸秆作为发酵底物,在发酵瓶(500mL)和带搅拌的发酵罐(30L)中,利用外源H2和CO2厌氧发酵原位合成CH4。实验探索发酵温度、搅拌强度、外源气体组成(H2/CO2比)及流量等参数对发酵过程中的产气规律和组成的影响,以确定适宜的反应条件;根据不同条件下食氢产甲烷菌利用H2和CO2的发酵表现,解析沼气中各组分的变化规律。H2在气液界面传质阻力大,强化搅拌能整体上提高外源氢气的利用率。在搅拌条件一定时,CH4的体积分数随着温度、外源气体组成(H2/CO2比)及通量的升高而升高;反应适宜的温度在55℃~65℃之间,在温度到达55℃后继续升温,沼气中各组分体积分数变化不大。以营养液为底物的厌氧发酵中,外源氢气的引入能明显提高厌氧发酵沼气产量和CH4的体积分数,外源气体组成H2/CO2比5:1为宜,发酵适宜的温度在55℃~65℃之间。以秸秆为底物的厌氧发酵中,以纯H2作为外源气为宜。在温度为55℃,H2作为外源气体且通量为1110 mL·(L·d)-1,搅拌强度100r/min的条件下,以秸秆为发酵底物厌氧发酵沼气中CH4的相对体积分数达到83.8%。
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