中温NaOH预处理对玉米秸秆发酵产沼气的影响 - 江苏农业科学.PDF

— ５０６— 江苏农业科学　２０１６年第４４卷第６期 袁志慧，尤朝阳，王　磊，等．中温ＮａＯＨ预处理对玉米秸秆发酵产沼气的影响［Ｊ］．江苏农业科学，２０１６，４４（６）：５０６－５１０． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１６．０６．１４７ 中温ＮａＯＨ预处理对玉米秸秆发酵产沼气的影响 袁志慧，尤朝阳，王　磊，张路广 （南京工业大学环境学院，江苏南京２１００００） 　　摘要：研究了中温湿式ＮａＯＨ预处理的ＮａＯＨ质量百分数（相对ＴＳ）、预处理时间、预处理温度对玉米秸秆成分木 质素、半纤维素、纤维素、发酵产气量、产气周期的影响，旨在获得最佳预处理条件。结果发现，ＮａＯＨ可以有效去除木 质素，但是短期（１５ｈ）内预处理对纤维素影响不大；ＮａＯＨ预处理玉米秸秆最佳条件为６％、５０℃、１２ｈ；最高产气量 为４４０２．２ｍＬ，比未预处理秸秆产气量提高４５．２２％。１％～６％浓度的ＮａＯＨ预处理均可降低厌氧发酵ＤＴ。 ８０ 　　关键词：玉米秸秆；木质素；ＮａＯＨ预处理；厌氧发酵；沼气 　　中图分类号：Ｓ２１６．４　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１６）０６－０５０６－０５ 　　我国是一个农业大国，每年的农作物秸秆产量可达 木质素的降解可以有效缩短消化时间并提高沼气产量， ８亿ｔ，资源丰富，分布广泛，但是并没有得到充分利用。目 Ｚｈｅｎｇ等用２％ ＮａＯＨ溶液预处理玉米秸秆，ＤＴ （沼气产量 ８０ 前，仍有大量秸秆被随地堆弃或任意焚烧，造成秸秆中有机成 达到８０％总沼气生产量的消化时间）为３５ｄ，比未处理的秸 ［５］ 分碳源、氮源不断流失减少，既严重污染环境，又造成了资源 秆发酵时间缩短３４．６％ 。冯磊等研究 ＮａＯＨ固态预处理 的极大浪费，因此寻找一种秸秆的有效利用途径尤为重要。 对秸秆厌氧消化有明显促进作用，发现预处理后秸秆的单ＴＳ ［６］ 目前在秸秆产沼气实际生产中秸秆的产气率不高，主要原因 产气量比未处理前提高２６．０２％～６５．４３％ 。 在于秸秆中木质纤维素难以分解，造成秸秆在池内分解慢、发 研究中预处理试验条件设定常温常压等温和条件预处理 ［１］ 酵启动慢、发酵时间长、产气率低等问题 ，由此需要对木质 在１～３０ｄ，或是高温煮沸 １～１０ｍｉｎ，少见小于２４ｈ内中温 纤维素进行预处理，去除其中的木质素，提高发酵速率和产气 （２０～６０℃）预处理关于秸秆预处理前后木质素纤维素成分 质量。 含量变化分析。试验以玉米秸秆为原料，选取预处理的 目前预处理秸秆的方法主要有物理法、化学法、生物法。 ＮａＯＨ浓度、预处理时间和预处理温度为影响因素，通过测定 其中，化学法中碱处理操作简单便捷，木质素去除效果显著， 预处理后秸秆成分、ｐＨ值变化、日产气量、累积产气量、消化 应用也较为广泛。碱处理法是利用ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）、ＫＯＨ或 后剩余有机物含量、消化时间研究厌氧消化的产量和效率，研 ２ 氨等溶液浸泡或喷洒于原料表面，以打开纤维素、半纤维素、 究不同浓度ＮａＯＨ、预处理温度和时间对秸秆厌氧消化产气 木质素之间的酯键，溶解半纤维素和一部分木质素及硅酸盐， 量和发酵效率的影响，找到