生物與化學(xué)預(yù)處理對玉米秸稈生物氣產(chǎn)量的影響研究

【摘要】：我國農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量豐富，每年大約會產(chǎn)生6.4億噸秸稈。作物秸稈的特點是木質(zhì)纖維素含量較高，而厭氧微生物的木質(zhì)纖維素降解消化能力較弱，導(dǎo)致秸稈厭氧消化率低、產(chǎn)氣量少，從而限制了作物秸稈生物氣生產(chǎn)的大規(guī)模應(yīng)用。 為了實現(xiàn)玉米秸稈的高效能源化轉(zhuǎn)化，提出了通過生物與化學(xué)預(yù)處理提高厭氧消化效率和生物氣產(chǎn)量的新方法。研究經(jīng)白腐真菌P. Florida生物預(yù)處理、氫氧化鈉、氨水、尿素化學(xué)預(yù)處理后，玉米秸稈主要組分木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、總碳、總氮和干物質(zhì)損失率的變化規(guī)律，及其對厭氧消化生物氣產(chǎn)量的影響。 經(jīng)P. Florida生物預(yù)處理后，對玉米秸稈的主要組分進行分析，并進行厭氧消化產(chǎn)氣實驗。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生物預(yù)處理能夠降解一部分木質(zhì)纖維素成分，預(yù)處理時間越長，木質(zhì)纖維素的降解量越大；生物預(yù)處理能夠提高玉米秸稈的產(chǎn)氣量。當(dāng)負(fù)荷率為50g/L時，預(yù)處理30天和60天后玉米秸稈的產(chǎn)氣量分別比未處理的產(chǎn)氣量提高42%和52%。 對化學(xué)預(yù)處理方法進行了初步研究和詳細(xì)研究。初步研究選用氫氧化鈉、氨水、尿素對玉米秸稈進行處理，對玉米秸稈的主要組分進 WP=4 行分析，并進行厭氧消化產(chǎn)氣實驗。結(jié)果表明，氫氧化鈉具有最佳的木質(zhì)纖維素降解功能；氫氧化鈉處理后的秸稈，當(dāng)負(fù)荷率為50g/L時，其厭氧消化產(chǎn)氣量比未處理的玉米秸稈提高78.3%。 隨后，對氫氧化鈉處理效果實驗進行詳細(xì)研究。研究氫氧化鈉添加量為4%、6%、8%、10%時，玉米秸稈主要組分的變化；在負(fù)荷率為35g/L、50g/L、65g/L、80g/L的條件下，氫氧化鈉處理后的玉米秸稈進行厭氧消化產(chǎn)氣實驗。結(jié)果表明，氫氧化鈉添加量為6%、負(fù)荷率為65g/L時，玉米秸稈單位質(zhì)量生物氣產(chǎn)量最高，比未處理的秸稈提高了61.4%。 通過對化學(xué)預(yù)處理和生物預(yù)處理方法和試驗結(jié)果進行比較可以看出：化學(xué)預(yù)處理方法簡單易行、管理容易、處理時間短、成本低，而產(chǎn)氣量提高明顯。因此，建議采用氫氧化鈉作為秸稈的預(yù)處理方法。該研究結(jié)果為大幅提高玉米秸稈的產(chǎn)氣量提供了一個新的有效方法。 【關(guān)鍵詞】：生物預(yù)處理 化學(xué)預(yù)處理 生物氣
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：X71
【目錄】：

• 北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明2-3
• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒 論10-21
• 1.1 農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生和性質(zhì)10-11
• 1.1.1 中國農(nóng)作物秸稈資源及分布10-11
• 1.1.2 農(nóng)作物秸稈的性質(zhì)11
• 1.2 農(nóng)作物秸稈利用現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 秸稈還田利用11-12
• 1.2.2 秸稈飼料化利用12
• 1.2.3 作為生產(chǎn)原料利用12
• 1.2.4 秸稈燃料化技術(shù)12-15
• 1.3 農(nóng)作物秸稈利用存在的問題15-16
• 1.4 國內(nèi)外預(yù)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀16-20
• 1.4.1 物理方法16-17
• 1.4.2 化學(xué)方法17-18
• 1.4.2.1 堿化技術(shù)17
• 1.4.2.2 氨化技術(shù)17-18
• 1.4.3 生物方法18-20
• 1.5 本項研究的內(nèi)容20-21
• 第二章 生物預(yù)處理對玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣量的影響研究21-34
• 2.1 試驗設(shè)計與方法21-26
• 2.1.1 試驗設(shè)計21
• 2.1.2 試驗步驟21-26
• 2.1.2.1 P. Florida的擴大培養(yǎng)21-22
• 2.1.2.2 玉米秸稈的準(zhǔn)備和接種培養(yǎng)22-24
• 2.1.2.3 P. Florida預(yù)處理玉米秸稈厭氧消化試驗24-26
• 2.1.3 秸稈主要組分分析方法26
• 2.2 經(jīng)P. Florida 預(yù)處理后，玉米秸稈主要組分變化26-30
• 2.2.1 經(jīng)3塊P. Florida處理后，玉米秸稈主要組分變化26-27
• 2.2.29 塊P. Florida 預(yù)處理后，玉米秸稈主要組分變化27-28
• 2.2.3 不同接種量對玉米秸稈主要組分變化的影響28-30
• 2.3 P. Florida 預(yù)處理對玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣量的影響30-32
• 2.4 秸稈主要組分變化與產(chǎn)氣量之間的關(guān)系32-34
• 第三章 化學(xué)預(yù)處理對玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣量影響研究34-39
• 3.1 化學(xué)預(yù)處理對玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣量影響的初步研究34-37
• 3.1.1 試驗設(shè)計和方法34-35
• 3.1.1.1 試驗設(shè)計34
• 3.1.1.2 試驗步驟34-35
• 3.1.1.3 分析方法35
• 3.1.2 化學(xué)預(yù)處理前后主要組分變化35-36
• 3.1.3 化學(xué)預(yù)處理后，玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣試驗結(jié)果36-37
• 3.2 化學(xué)與生物預(yù)處理對玉米秸稈生物氣產(chǎn)量的比較37-39
• 第四章 化學(xué)預(yù)處理對玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣量影響的詳細(xì)研究39-49
• 4.1 試驗設(shè)計與方法39-40
• 4.1.1 試驗設(shè)計39
• 4.1.2 試驗步驟39
• 4.1.3 分析方法39-40
• 4.2 氫氧化鈉處理前后玉米秸稈主要組分變化40-41
• 4.3 氫氧化鈉處理后，玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣試驗41-46
• 4.3.1 氫氧化鈉添加量、負(fù)荷率對玉米秸稈累積產(chǎn)氣量的影響41-42
• 4.3.2 相同負(fù)荷率、氫氧化鈉添加量對玉米秸稈累積產(chǎn)氣量的影響42
• 4.3.3 負(fù)荷率一定、氫氧化鈉添加量對玉米秸稈單位質(zhì)量生物氣產(chǎn)量的影響42-45
• 4.3.4 主要組分變化對玉米秸稈單位質(zhì)量生物氣產(chǎn)量的影響45-46
• 4.4 氫氧化鈉添加量、負(fù)荷率對玉米秸稈單位質(zhì)量生物氣產(chǎn)量的影響46-49
• 第五章 結(jié)論與建議49-51
• 5.1 結(jié)論49
• 5.2 建議49-51
• 參 考 文 獻51-55
• 致 謝55-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄56

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生物預(yù)處理在微污染水源水凈化中的應(yīng)用    王占生

楊店鄉(xiāng)秸稈禁燒堵疏結(jié)合    通訊員 楊奉明朱大華 鄭茂升

天然氣都可以燃燒嗎    晨瀾

生物預(yù)處理玉米秸稈厭氧干發(fā)酵特性及沼渣基質(zhì)利用的研究    趙玲

柴達(dá)木盆地東部第四系生物氣形成機理及成藏規(guī)律    張祥

稻草預(yù)處理后超微結(jié)構(gòu)及其理化特性變化規(guī)律研究    王佳堃

松遼盆地濱北烴源條件評價方法研究及應(yīng)用    王躍文

麥草原料生物預(yù)處理與酚類化合物生物降解動力學(xué)研究    李群

天然氣藏多源充注與散失的地質(zhì)地球化學(xué)示蹤研究    程付啟

含生物氣非飽和軟土的固結(jié)理論研究    徐浩峰

陽信洼陷油氣生成與成藏模式研究    王鋒

高得率紙漿增強聚酰胺樹脂復(fù)合材料的研究    陳禮輝

微污染水源水處理過程中消毒副產(chǎn)物及病毒類微生物變化特性研究    張強

生物與化學(xué)預(yù)處理對玉米秸稈生物氣產(chǎn)量的影響研究    楊懂艷

玉米秸稈厭氧消化試驗研究    高志堅

柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)生物氣成藏研究    張道偉

非纖維成分對竹子SCMP漿性能的影響    劉海濱

作物秸桿高效厭氧生物氣化技術(shù)研究    羅慶明

生活垃圾生物預(yù)處理及產(chǎn)物堆肥化研究    劉曉

稻草預(yù)處理技術(shù)與產(chǎn)氣特性的實驗研究    李國順

柴達(dá)木盆地中東部地區(qū)新生代沉積相研究及生物氣聚集條件分析    鄧津輝

白腐菌預(yù)處理竹子化機漿的研究    熊建華

纖維素乙醇生產(chǎn)中木質(zhì)素生物預(yù)處理工藝研究    盛濤