生物预处理条件下秸秆物料特性及产气效应研究

发布时间：2020-08-26 02:44

【摘要】：预处理在作物秸秆厌氧发酵过程中起着重要的作用，秸秆预处理可以提高发酵产气效率，打破浮渣层，促进微生物对秸秆的分解利用。本试验以玉米秸秆为原料，选用生物预处理剂（秸秆腐熟剂、微生物分解剂、微生物复合菌剂、糖酵酶、沼液、牛粪滤液、水）在不同的温度条件下预处理玉米秸秆。通过测定预处理过程pH值、干物质、挥发性干物质、碳含量、氮含量，以及厌氧发酵的产气速率、累积产气量、甲烷含量、pH值、挥发性脂肪酸和碱度的变化，研究预处理过程中玉米秸秆物料特性的变化规律，以及预处理后秸秆的产气特性变化。试探究预处理条件对厌氧发酵的影响，确定最佳的预处理剂和预处理温度。主要得出以下结论：（1）经过生物预处理，玉米秸秆碳氮比下降。沼液的预处理效果最好，预处理后碳氮比下降了49.89%，厌氧发酵总产气量最高，干物质产气量为205.11ml/d。微生物分解剂预处理后玉米秸秆在发酵过程中易产生酸化现象，抑制甲烷菌活性，产气较差。菌剂处理组中，糖酵酶的预处理效果最好，秸秆腐熟剂的预处理效果最差。（2）玉米秸秆在不同温度下预处理后对厌氧发酵的产气量影响不同，牛粪滤液组中，总产气量按由大到小的顺序排列为：30℃＞25℃＞35℃＞40℃＞CK；沼液组中，总产气量按由大到小的顺序排列为：25℃＞30℃＞CK＞40℃＞35℃；水处理组中，总产气量按由大到小的顺序为：30℃＞CK＞40℃＞35℃＞25℃。（3）经过三种不同的预处理剂，玉米秸秆在不同的预处理温度下产气效果不同，总产气量按由大到小的顺序排列为：沼液25℃组＞沼液30℃组＞牛粪滤液30℃组＞牛粪滤液25℃组＞水处理30℃组＞沼液对照组＞牛粪滤液35℃组＞水对照组＞牛粪滤液40℃组=水处理40℃组＞沼液40℃组＞水处理35℃组＞沼液35℃组＞牛粪滤液对照组＞水处理25℃组；可知，在25℃下沼液对玉米秸秆预处理的厌氧发酵总产气量最高。（4）pH值、挥发性脂肪酸和碱度的变化对厌氧发酵产生了较明显的影响，碱度与挥发性脂肪酸的比值大小决定了发酵体系的产气效果，该比值越高，发酵体系的产气效率越高，反之发酵体系的产气效率越低，甚至提前结束产气。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S216.4

【参考文献】