预处理对麦秸结构及产气的影响研究
发布时间：2021-11-03 06:24
生物沼气是经微生物厌氧发酵后产生的一种清洁、环境友好替代性能源。用于发酵的生物质诸如秸秆和废弃木材中含有丰富的纤维素、木质素等难以降解的高分子有机质,直接利用会在发酵过程中存在启动缓慢、发酵周期长、有机质利用率低等问题。在发酵前对底物进行必要的预处理是提高发酵效率的有效措施。传统的预处理工艺如碱预处理已得到广泛的研究,且已被运用于实践,取得了较好的经济效益。此类工艺在预处理过程中对底物结构、化学性质改变明显,但极易造成有机碳的损失,从而降低了有机碳的利用率,造成了资源的浪费,并且尾液容易形成二次污染,这一系列问题在预处理过程中一直被忽略。新型的预处理方法在提升产气效率的同时,对底物做有限的改变,降低了有机碳的损失。本文主要研究内容及结论:（1）麦秸在四种不同浓度的NaOH溶液（0%,4%,6%和8%wt）中预处理,预处理温度为中温35℃,时间为8天。结果表明:木质素随着碱浓度和预处理时间的增加而减少,水解率随着碱浓度和预处理时间的增加而增加。经过碱浓度为8%、时间为8天预处理后的麦秸的水解率（48 h水解）最高为22%,但同时有机碳的损失也达到了最高为0.2 g/g麦秸,评价预处理优劣...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 厌氧发酵机理
1.3 预处理在厌氧发酵过程的作用
1.4 预处理方法及基质的变化
1.4.1 预处理方法的发展
1.4.2 预处理过程中可溶性有机质的变化
1.4.3 预处理过程中固相的变化
1.4.4 水解过程的变化
1.5 研究目的意义及内容
1.5.1 目的意义
1.5.2 研究内容
第2章 实验材料、仪器与分析方法
2.1 实验材料
2.1.1 发酵原料
2.1.2 试剂
2.2 实验仪器
2.3 实验分析方法
2.3.1 TS、VS测定
2.3.2 半纤维素、纤维素、木质素的测定
2.3.3 扫描电镜(SEM)
2.3.4 红外谱图分析(FTIR)
2.3.5 有机碳损失的测定
2.3.6 沼气收集与测定
2.3.7 COD的测定
2.3.8 VFA的测定
2.3.9 微生物群落多样性分析
第3章 NaOH预处理后麦秸的水解与有机碳的损失
3.1 引言
3.2 实验步骤及方法
3.2.1 NaOH预处理
3.2.2 麦秸的水解率
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 NaOH预处理对麦秸的影响
3.3.2 NaOH预处理对麦秸物理化学结构的影响
3.3.3 TOC在预处理过程的损失
3.3.4 麦秸的水解与TOC损失率
3.4 本章小结
第4章 流动稀硫酸-GVL混合液预处理及对产气的影响
4.1 引言
4.2 实验步骤及方法
4.2.1 预处理过程
4.2.2 发酵实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 预处理对底物的影响
4.3.2 TOC的损失
4.3.3 预处理温度对产气的影响
4.3.4 硫酸浓度预处理对产气的影响
4.3.5 GVL含量预处理对产气的影响
4.3.6 预处理液再利用
4.4 本章小结
第5章 中温批式稀硫酸-GVL预处理及对产气的影响
5.1 引言
5.2 实验步骤及方法
5.2.1 预处理过程
5.2.2 发酵实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 中温稀硫酸-GVL预处理对底物的影响
5.3.2 中温预处理中底物尺寸对产甲烷的影响
5.3.3 发酵系统中GVL的对产气的影响
5.3.4 发酵结束后COD与VFA
5.3.5 GVL的在厌氧发酵过程中的降解
5.3.6 厌氧发酵过程中细菌的变化
5.3.7 厌氧发酵过程中古菌的变化
5.4 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 实验结论
6.2 建议
参考文献
致谢
本文编号：3473221
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 厌氧发酵机理
1.3 预处理在厌氧发酵过程的作用
1.4 预处理方法及基质的变化
1.4.1 预处理方法的发展
1.4.2 预处理过程中可溶性有机质的变化
1.4.3 预处理过程中固相的变化
1.4.4 水解过程的变化
1.5 研究目的意义及内容
1.5.1 目的意义
1.5.2 研究内容
第2章 实验材料、仪器与分析方法
2.1 实验材料
2.1.1 发酵原料
2.1.2 试剂
2.2 实验仪器
2.3 实验分析方法
2.3.1 TS、VS测定
2.3.2 半纤维素、纤维素、木质素的测定
2.3.3 扫描电镜(SEM)
2.3.4 红外谱图分析(FTIR)
2.3.5 有机碳损失的测定
2.3.6 沼气收集与测定
2.3.7 COD的测定
2.3.8 VFA的测定
2.3.9 微生物群落多样性分析
第3章 NaOH预处理后麦秸的水解与有机碳的损失
3.1 引言
3.2 实验步骤及方法
3.2.1 NaOH预处理
3.2.2 麦秸的水解率
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 NaOH预处理对麦秸的影响
3.3.2 NaOH预处理对麦秸物理化学结构的影响
3.3.3 TOC在预处理过程的损失
3.3.4 麦秸的水解与TOC损失率
3.4 本章小结
第4章 流动稀硫酸-GVL混合液预处理及对产气的影响
4.1 引言
4.2 实验步骤及方法
4.2.1 预处理过程
4.2.2 发酵实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 预处理对底物的影响
4.3.2 TOC的损失
4.3.3 预处理温度对产气的影响
4.3.4 硫酸浓度预处理对产气的影响
4.3.5 GVL含量预处理对产气的影响
4.3.6 预处理液再利用
4.4 本章小结
第5章 中温批式稀硫酸-GVL预处理及对产气的影响
5.1 引言
5.2 实验步骤及方法
5.2.1 预处理过程
5.2.2 发酵实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 中温稀硫酸-GVL预处理对底物的影响
5.3.2 中温预处理中底物尺寸对产甲烷的影响
5.3.3 发酵系统中GVL的对产气的影响
5.3.4 发酵结束后COD与VFA
5.3.5 GVL的在厌氧发酵过程中的降解
5.3.6 厌氧发酵过程中细菌的变化
5.3.7 厌氧发酵过程中古菌的变化
5.4 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 实验结论
6.2 建议
参考文献
致谢
本文编号：3473221
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