汽爆秸稈高溫固態(tài)發(fā)酵沼氣的研究

【摘要】：沼氣液態(tài)深層發(fā)酵及秸稈的物理、化學(xué)和生物預(yù)處理方式存在效率低、污染重等問題。為了解決這些問題,對蒸汽爆破預(yù)處理方式以及固態(tài)發(fā)酵在玉米秸稈沼氣化中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。秸稈經(jīng)過蒸汽爆破預(yù)處理后,在50℃的高溫條件下進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵沼氣,甲烷產(chǎn)量達(dá)到138.2 mL/g TS。通過單因素實驗優(yōu)化,確定最佳發(fā)酵條件為:固液比1∶7,初始pH值7.5,接種量35%,NH4HCO3添加量0.04 g/g干汽爆秸稈,纖維素酶用量30 IU/g干汽爆秸稈,發(fā)酵溫度50℃。在上述實驗條件下,汽爆秸稈的甲烷產(chǎn)量提高至153.0 mL/g TS,是未汽爆秸稈的2.9倍。發(fā)酵后秸稈纖維素和半纖維素的降解率分別為59.86%和67.22%。因此,蒸汽爆破預(yù)處理有助于提高秸稈的產(chǎn)氣量和降解率。高溫固態(tài)發(fā)酵不僅可以縮短發(fā)酵延遲期,提高產(chǎn)氣效率,而且發(fā)酵結(jié)束后不會產(chǎn)生大量廢液,對環(huán)境友好。 【作者單位】： 中國科學(xué)院過程工程研究所生化工程國家重點實驗室;山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 汽爆秸稈 高溫 固態(tài)發(fā)酵 沼氣 條件優(yōu)化
【基金】：國家“973”重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目(2004CB719700) 國家科技支撐計劃資助項目(2007BAD39B01)
【分類號】：S216.4
【正文快照】： 近年來,由于我國經(jīng)濟一直處于較高增長水平,大量化石燃料的使用帶來的環(huán)境污染日益加重,加之儲量逐漸減少,能源和資源危機對全球和中國的影響都日益突出。在太陽能、核能和生物質(zhì)能等諸多新能源當(dāng)中,生物質(zhì)能是最安全、最穩(wěn)定的能源,也是目前我國重點鼓勵的新能源發(fā)展領(lǐng)域[1]

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豬糞和羊糞與麥稈不同配比中溫厭氧發(fā)酵研究    張鳴;高天鵬;常國華;李雪;張慶;

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秸稈厭氧消化預(yù)處理技術(shù)綜述    李淑蘭;梅自力;張國治;劉萍;

農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧發(fā)酵制取沼氣技術(shù)的研究進(jìn)展    吳小武;劉榮厚;

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黑曲霉固態(tài)發(fā)酵酸性α-淀粉酶的培養(yǎng)基優(yōu)化研究    朱龍寶;湯斌;陶玉貴;湯潔;馮靜;

安徽省農(nóng)村戶用沼氣發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題與發(fā)展建議    劉偉偉;馬歡;朱德泉;夏萍;王繼先;伍德林;

有機固體廢棄物厭氧發(fā)酵處理的研究進(jìn)展    左秀錦;鞏瀟;曹建明;蘇榮梅;王永波;

普洱茶渥堆過程中微生物對其品質(zhì)形成的影響及其研究進(jìn)展    黃振興;趙明星;阮文權(quán);嚴(yán)群;

黃孢原毛平革菌降解玉米秸稈產(chǎn)糖條件優(yōu)化    張玉輝;肖文顯;賈翠英;

臥式干法厭氧消化技術(shù)在秸稈發(fā)酵中的應(yīng)用    劉會友;

藍(lán)藻泥干發(fā)酵潛力研究    宋偉;韓士群;周慶;劉海琴;李國鋒;常志州;

淮安市淮陰區(qū)秸稈沼氣技術(shù)的優(yōu)點及推廣對策    杜中愛;

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壓力脈動固態(tài)發(fā)酵微生物蛋白質(zhì)及機理的研究    付小果;陳洪章;李宏強;馬潤宇;

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厭氧技術(shù)在生活垃圾處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    齊岳;董保成;尹建鋒;

沼氣研究和利用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢    趙新波;祝詩平;

中國生物質(zhì)能源工程研究與發(fā)展    裴建川;王建利;封建超;陳玉;謝正苗;劉秀艷;

淺談?wù)託狻裼碗p燃料發(fā)動機與純沼氣發(fā)動機的配置與工藝    曾憲芳;

秸稈厭氧消化的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)    唐微;伍鈞;楊剛;李紅霞;

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表面活性劑在廢木質(zhì)纖維素制酒精中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究    劉佳

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有機物綜合利用中的傳熱傳質(zhì)分析與應(yīng)用    劉彬

中國生物質(zhì)能風(fēng)險評估與管理研究    侯剛

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湖北省農(nóng)村沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式與對策研究    劉瑩玉

高產(chǎn)柚苷酶菌株的選育及發(fā)酵過程研究    潘方

高碳煤矸石與采殘煤礦井下生物轉(zhuǎn)化可燃?xì)庋芯?nbsp;   唐敏

固態(tài)混菌發(fā)酵纖維素酶工藝研究    羅永生

蘋果渣固態(tài)混菌發(fā)酵產(chǎn)復(fù)合酶的研究    姜心

稻秸稈提取纖維農(nóng)用非織造地膜的研究    程士潤

一株單寧和植酸降解菌的篩選及其在固態(tài)發(fā)酵條件下降解菜粕中單寧和植酸的研究    苗又青

植物內(nèi)生真菌的活性篩選及SIPI3.0550代謝產(chǎn)物的初步研究    張志杰

甜高粱莖稈采后生理特性及乙醇發(fā)酵工藝研究    孟伊娜

玉米秸稈預(yù)處理及與剩余污泥混合厭氧消化研究    陳中玉

pH值對沼氣產(chǎn)氣量的影響    趙洪;鄧功成;高禮安;李靜;馬媛;李永波;黎嬌凌;俸才軍;張林;楊世凱;

pH值對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響    王永澤;邵明勝;王志;陳雄;李冬生;王金華;

利用生物方法轉(zhuǎn)化秸稈飼料的相關(guān)技術(shù)    李江峰;

不同吸附劑對棉花秸稈沼氣發(fā)酵效率的影響研究    王永澤;邵明勝;楊立;李冬生;王金華;

不同C/N對沼氣發(fā)酵均勻性影響的研究    高禮安;鄧功成;趙洪;李靜;馬媛;李永波;黎嬌凌;俸才軍;張林;楊世凱;

蒸汽爆破技術(shù)的研究    閆軍;馮連勛;

木質(zhì)纖維素原料預(yù)處理技術(shù)的研究進(jìn)展    張鑫,劉巖

我國茶葉出口現(xiàn)狀及思考    蔡軍;

添加甲酸對白花草木樨青貯品質(zhì)的影響    楊富裕,周禾,韓建國

水/有機溶劑混合體系去除秸稈木素的研究    朱世步;姜曼;王偉;周祚萬;

大型沼氣純秸稈高速干發(fā)酵工藝在高平市一次點火成功    姜森林;溫宏宇;

表面活性劑在廢木質(zhì)纖維素制酒精中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究    劉佳

生物纖維原料汽爆預(yù)處理技術(shù)與應(yīng)用研究    王許濤

木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為生物乙醇過程中關(guān)鍵問題的研究    呂學(xué)斌

基于提高麥秸厭氧消化性能的堿預(yù)處理方法研究及工程應(yīng)用    龐云芝

微流注放電玉米秸稈水解制備糖類化合物    宋春蓮

添加劑對玉米秸稈青貯飼料質(zhì)量影響的試驗研究    席興軍

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

添加乙酸鈉鹽對青貯品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性的影響    張新慧

應(yīng)用于纖維素同步糖化發(fā)酵（SSF）產(chǎn)酒精的重組釀酒酵母的構(gòu)建    洪劍輝

石油烴厭氧生物降解過程中的產(chǎn)甲烷古菌研究    承磊

玉米秸稈厭氧發(fā)酵試驗研究    羅志華

生物質(zhì)超臨界液化的實驗研究    王海雷

藍(lán)藻與豬糞混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究    王壽權(quán)

玉米秸稈干發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝試驗研究    武少菁

動物糞便沼氣化利用的研究進(jìn)展    胡紅偉;徐雅芫;李呂木;錢坤;

汽爆預(yù)處理青玉米秸稈厭氧發(fā)酵特性    徐桂轉(zhuǎn);范帥堯;王新鋒;田道盟;張百良;

農(nóng)作物秸稈沼氣池的出料問題    胡玉軍;呂建強;張滿;王連;趙廣義;

戶用秸稈沼氣系統(tǒng)優(yōu)化與發(fā)酵工藝研究    石勇

連續(xù)流新型厭氧反應(yīng)器處理固體有機廢物研究    陳慶今,劉煥彬,胡勇有

有機固體廢物固態(tài)厭氧消化處理的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展    張愛軍,陳洪章,李佐虎

pH值對白腐真菌液體培養(yǎng)基抑制雜菌效果的影響研究    高大文,文湘華,周曉燕,曾永剛,錢易

白腐菌固態(tài)發(fā)酵條件最優(yōu)化及其降解植物生物質(zhì)的研究    黃丹蓮,曾光明,黃國和,胡天覺

戶用沼氣池秸稈利用淺析    熊承永,李健,黃利宏

農(nóng)作物秸稈生物法降解的研究    潘亞杰,張雷,郭軍,張大雷

中國農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀    韓魯佳,閆巧娟,劉向陽,胡金有

紫孢側(cè)耳栽培期基質(zhì)中纖維素類的降解和有關(guān)酶活的變化    賈新成，李喜梅，李磊，張桂蓮

戶用沼氣池的秸稈利用新方法    熊承永,李健,朱輝

我國農(nóng)村有機廢棄物資源及沼氣潛力    張無敵,劉士清,周斌,何彩云

以固態(tài)發(fā)酵制備蛹蟲草燕麥粉的研究    胡景霞;邊銀丙;陳乃維;黃文;

綠色木霉-M1固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶條件研究    李杰;王景勝;肖連冬;程爽;

干酪乳桿菌NH-2固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)的選擇及優(yōu)化    邱玉玲;張磊;談曙明;繆鑫昕;胡南;

盤江鎮(zhèn)農(nóng)村沼氣池建設(shè)的發(fā)展前景及存在問題    封正祿;

響應(yīng)面優(yōu)化虎杖固態(tài)發(fā)酵工藝條件的研究    王衛(wèi);黎繼烈;曾柏全;姚躍飛;

棉粕發(fā)酵前后營養(yǎng)成分變化研究    金紅春;蘭時樂;胡毅;毛小偉;肖調(diào)義;

菌劑預(yù)處理原料對沼氣發(fā)酵效果的影響    來航線;楊興華;焦延雄;薛泉宏;

接種量對紅薯酒糟沼氣發(fā)酵的影響    李美群;熊興耀;譚興和;鄧潔紅;周紅麗;彭丹;唐艷紅;張艷艷;

肉狗EM高效養(yǎng)殖技術(shù)    余海波;羅玲;

沼氣是生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中的重要紐帶    崔國興;

沼氣發(fā)酵對屠宰場混合物的實驗研究    阮越強;馬煜;張無敵;尹芳;徐銳;李建昌;陳玉保;劉士清;

沼氣發(fā)酵綜合處理養(yǎng)鵝場糞便污水的設(shè)計    蘇有勇;吳楨芬;孔琳;

消毒劑對養(yǎng)殖場糞污產(chǎn)沼氣的影響    張京景;蘇有勇;孔琳;陳飛;李昊;

沼氣發(fā)酵在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    李順鵬;何健;崔中利;

小桐子種子半連續(xù)沼氣發(fā)酵的實驗研究    薛文俊;馬煜;張無敵;尹芳;徐銳;劉士清;李建昌;陳玉保;何福全;

象糞中溫發(fā)酵產(chǎn)沼氣的實驗研究    楊斌;馬煜;張無敵;徐銳;尹芳;陳玉保;李建昌;劉士清;

黑曲霉處理稻草秸稈提高沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣率的研究    胡曉明;張無敵;高正卿;何桂源;陳勇;和智明;

香蕉桿厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的實驗研究    張嘯;楊斌;馬煜;徐銳;尹芳;李建昌;陳玉保;劉士清;張無敵;

NaOH預(yù)處理對水稻秸稈沼氣發(fā)酵的影響    覃國棟;劉榮厚;孫辰;

固態(tài)發(fā)酵豆渣菌種的篩選及發(fā)酵條件的研究    李思聰;曹雪蓮;宋勇;盛琴;潘康成;

新型規(guī)模化干法沼氣發(fā)酵技術(shù)與裝備面世    記者 王海蘊

沱牌聯(lián)合中科院組建固態(tài)發(fā)酵研究院    本報記者 姜新宇

沼氣發(fā)酵的起動    省農(nóng)村能源辦

沼氣發(fā)酵需哪些條件    高樹銘 費新東

精心醞釀 一朝成名    張恒路趙華強

2006年沼氣應(yīng)用技術(shù)有新突破    師曉京

純糧實窖 滴滴溢香    顧金棟

四種知名白酒獲“純糧固態(tài)發(fā)酵”標(biāo)志    章 文

伊力特獲高檔白酒身份證    朱綠琴黃新貴

純糧固態(tài)發(fā)酵白酒伊力特獲得殊榮    本報記者 王偉麗

α-半乳糖苷酶固態(tài)發(fā)酵中試技術(shù)參數(shù)研究    王春林

人參皂苷微生物轉(zhuǎn)化的研究    付建國

小麥胚乳淀粉合成、粒度分布特征及對花后高溫的響應(yīng)    閆素輝

蘋果渣固態(tài)發(fā)酵高蛋白產(chǎn)量菌株篩選及發(fā)酵條件研究    劉蕓

殺蝗綠僵菌生物農(nóng)藥研制及其應(yīng)用技術(shù)研究    彭國雄

農(nóng)村沼氣生態(tài)校園模式及其綜合效益評價研究    王蘭英

極端條件下電導(dǎo)率原位測量及其在礦物研究中的應(yīng)用    李明

高溫下混凝土中化學(xué)—熱—濕—力學(xué)耦合過程的數(shù)值模擬及破壞分析    李榮濤

好氧移動床生物膜反應(yīng)器處理PVC高溫母液廢水研究    黃鵬

黑曲霉酸性β-甘露聚糖酶及制備魔芋低聚糖研究    李劍芳

汽爆玉米秸稈高溫固態(tài)階梯厭氧消化的研究    宋永民

基于LabVIEW的壓力脈沖固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的研究    李冬兵

蘋果渣固態(tài)發(fā)酵飼料蛋白的研究    王麗媛

紅曲霉蕎麥的固態(tài)發(fā)酵及其產(chǎn)物分析    蘇萬春

纖維素酶新型發(fā)酵工藝研究    高鵬

果蔬加工用軟化酶的研究    顧宇峰

固態(tài)發(fā)酵工藝參數(shù)對豆粕發(fā)酵品質(zhì)的影響    喬利

紅曲霉固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)生理活性物質(zhì)Monacolin K的研究    路秀玲

纖維素高效降解菌的分離鑒定及固態(tài)發(fā)酵條件研究    李亞瀾

產(chǎn)殼聚糖酶真菌的篩選與綠僵菌固態(tài)發(fā)酵　產(chǎn)殼聚糖酶以及酶的分離純化和性質(zhì)研究    張濤