pH值調(diào)控對(duì)秸稈兩階段厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響

【摘要】：兩階段厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣是秸稈沼氣化利用的重要方式之一。秸稈厭氧發(fā)酵過程包括水解產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷兩個(gè)階段,水解產(chǎn)酸是秸稈沼氣化的限速步驟,也是目前的研究重點(diǎn)。pH值是影響物料水解產(chǎn)酸的重要因素,目前的研究多集中于酸性環(huán)境對(duì)物料水解產(chǎn)酸的影響,堿性環(huán)境對(duì)物料水解產(chǎn)酸的影響還未見研究報(bào)道。在實(shí)驗(yàn)室條件下,每天調(diào)節(jié)水解產(chǎn)酸反應(yīng)器發(fā)酵液pH值至8.0(T1)、9.5(T2)和11.0(T3),CK在實(shí)驗(yàn)過程中不調(diào)節(jié)水解產(chǎn)酸反應(yīng)器發(fā)酵液pH值,水解產(chǎn)酸反應(yīng)器排出的水解酸化液直接用蠕動(dòng)泵泵入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲烷,分析了發(fā)酵過程中水解產(chǎn)酸反應(yīng)器日產(chǎn)氣量、甲烷含量、水解酸化液pH值、COD濃度以及產(chǎn)甲烷反應(yīng)器產(chǎn)氣特性的變化。結(jié)果表明:在不調(diào)節(jié)水解產(chǎn)酸反應(yīng)器水解酸化液pH值條件下,秸稈兩階段厭氧發(fā)酵可以正常進(jìn)行,秸稈干物質(zhì)(TS)產(chǎn)氣量為281.28mL·g-1,平均甲烷含量為47.36%;T1水解產(chǎn)酸反應(yīng)器內(nèi)水解酸化液pH值穩(wěn)定在7左右,系統(tǒng)累積產(chǎn)氣量、總產(chǎn)甲烷量和平均甲烷含量分別較CK大幅增加了24.51%、29.39%和2.5個(gè)百分點(diǎn);T2和T3水解產(chǎn)酸反應(yīng)器產(chǎn)氣明顯受到抑制,水解酸化液后續(xù)產(chǎn)甲烷亦受到明顯抑制,產(chǎn)甲烷反應(yīng)器累積產(chǎn)氣量分別僅為CK的89.97%和17.48%,總產(chǎn)氣量僅為T1的67.67%和10.20%;維持水解產(chǎn)酸反應(yīng)器至堿性條件促進(jìn)了秸稈中半纖維素的溶出和木質(zhì)素的破壞,但不利于纖維素的溶出,TS損失率的結(jié)果與產(chǎn)氣的結(jié)果一致。綜合以上結(jié)果,調(diào)節(jié)水解產(chǎn)酸反應(yīng)器水解酸化液pH值至8.0對(duì)提高秸稈兩階段厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣有明顯的促進(jìn)作用。 【作者單位】： 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所 農(nóng)業(yè)部農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用華東科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站;農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所;
【關(guān)鍵詞】： 農(nóng)業(yè)秸稈 兩階段厭氧發(fā)酵 pH值 產(chǎn)氣量 水解液
【基金】：國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD15B03） 江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項(xiàng)目（CX（12）1002）
【分類號(hào)】：S216.4;X712
【正文快照】： 將農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣不但可以產(chǎn)生數(shù)量可觀的清潔能源(沼氣),產(chǎn)生的沼液、沼渣還是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥培肥土壤,是循環(huán)農(nóng)業(yè)的重要支撐技術(shù)之一(張莉娟等,2013)。兩階段厭氧發(fā)酵工藝因?qū)崿F(xiàn)了水解產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷的分離,最大程度提高了相應(yīng)微生物的活性,對(duì)提高產(chǎn)氣效率和產(chǎn)氣中甲

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