过硫酸钠预处理对玉米秸秆结构及厌氧消化的影响研究

发布时间：2021-09-02 04:06

　　由于秸秆结构复杂、致密,难以被微生物高效降解,需要利用有效的前处理破坏木质纤维素之间的连接,从而提高微生物对秸秆的可及性,实现秸秆在厌氧消化反应中的高效生物转化。利用氧化剂的氧化性降解秸秆中的木质素,并将部分纤维素、半纤维素大分子降解为小分子可溶性糖,破坏纤维素、半纤维素和木质素之间的缠绕包裹结构,便于厌氧微生物将糖类高效转化为甲烷等产品。本文通过大量试验发现常温过硫酸钠预处理和热活化过硫酸钠预处理均能破坏秸秆的结构,其中热活化过硫酸钠的预处理效果最好,能明显破坏木质纤维素的复杂结构,从而促进厌氧消化反应的进行。本文考察了常温下Na2S2O8预处理和热活化Na2S2O8预处理两种不同的预处理方式对玉米秸秆预处理效果的影响。通过单因素试验比较不同影响因素对预处理效果的影响,并利用正交试验和单因素试验结合的方式得到最优预处理条件,然后选择预处理效果最佳的热活化Na2S2O8预处理作为玉米秸秆厌氧消化的前处理,探究热活化过硫酸钠预处理对厌氧消化性能的影响。试验结果表明:（1）通过单因素试验考察了 Na2S2O8投加量、预处理时间、固液质量比和溶液pH对常温Na2S2O8预处理效果的影响,结果... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１技术路线图??Ｆｉｇ．１－１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ??

??３．４．３正交试验最优结果验证????９＊＾??Ｉ?Ｉ还原糖得率■■秸秆降解率??＇??２０?－?［＊１?－?２０??＾?１５?－?［ｉ?－?１５?＾??一?Ｆ?ｐ?ｆｉ?＾??？?．?＾?．腓??ｍ?ｆ?ｒ?ｐ?ｐ?＾??Ｓ１０?？?－１〇｜??ｓ?．趣??５?－?－?５??〇ｌ?Ｊ?■?Ｊ?■?Ｊ?Ｊ?ＢＪｌＪＢＪＢＪｌＪｌＪＢＪＢ．ｌｏ??０?４?８?１２?１６?２０?２４?２８?３２?３６?４０?４４?４８??时间（ｈ）??图３－１１正交试验结果验证??Ｆｉｇ．３－１１?Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｒｅｓｕｌｔｓ??正交试验结合单因素试验得出的最优预处理条件为固液比为１：１０，预处理时间为??１６?ｈ，活化温度为５０°Ｃ，溶液ｐＨ为５，过硫酸钠投加量为０．５％，但正交表中并未出??现该组合，需要通过试验进一步验证，试验结果如图３－１１和表３－６所示。随时间增长，??至１６?ｈ时秸杆降解率达到最高，１６?ｈ后降解率基本保持不变。结果表明该组合下的秸??秆降解率为２３．４３％，还原糖得率为１６．７５％，相较于相同条件下预处理４８?ｈ，秸秆降??解率相差不大但还原糖得率远高于预处理４８ｈ的，但两组的秸秆降解率均优于正交表??中的最优组合。??表３－６正交最优条件结果验证表??Ｔａｂｌｅ?３－６?Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ?ｏｐｔｉｍａｌ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔ?ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ??试验组活化温度预处理时过硫酸钠?ｐＨ?固液比秸秆降解还原糖得???ｒｃ?间／ｈ?投加量／％?率／％?＾／〇／〇??１

??１０?＊—■一＾?—宁白对照组?—空白对照ｆｆｌ?Ｔ．??９?■?—?１％过硫酸钠?—１％过逋酸钠?＼??８?－?—＾―?１％过硫酸钠＋ＴＢＡ?２?－?酸钠＋１８厶?＼????７?．?—．—？１％过硫槲钠＋ＭｅＯＨ?！?＇?——￣１％过味故钠？ＭｅＯＨ??６０?４?８?１２?１６?２０?２４?２８?３２?３６?４０?４４?４８?〇０?４?８?１２?１６?２０?２４?２８?３２?３６?４０?４４?４８??时间（ｈ＞?时间（ｈ）??ａ?ｂ??图４－１秸秆过硫酸盐预处理的自由基确定（ａ．秸杆降解率；ｂ．还原糖得率）??Ｆｉｇ．４－１?Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｒｅｅ?ｒａｄｉｃａｌｓ?ｉｎ?ｓｔｒａｗ?ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ?ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ??（ａ．?ｓｔｒａｗ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｒａｔｅ；?ｂ．?ｙｉｅｌｄ?ｏｆ?ｒｅｄｕｃｉｎｇ?ｓｕｇａｒ）??为了揭示实验体系中玉米秸秆降解的反应物种，将甲醇（ＭｅＯＨ）和叔丁醇（ＴＢＡ）??３９??


本文编号：3378275