热活化过硫酸钠预处理秸秆的工艺优化研究
发布时间：2022-01-09 01:41
文章对热活化过硫酸钠预处理玉米秸秆优化工艺条件进行了试验研究,在考察活化温度、预处理时间、过硫酸钠投加比、溶液pH值和固液质量比5个单因素对预处理效果影响的基础上,采用正交试验对预处理条件进行优化,得到最佳预处理条件为活化温度50℃,预处理时间16 h,过硫酸钠投加比0. 5%,固液质量比1∶10,溶液pH值为5。此条件下,秸秆降解率为23. 43%,还原糖得率为16. 75%。
【文章来源】：中国沼气. 2020,38(02)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
秸秆降解率和还原糖得率随过硫酸钠投加比的变化
秸秆降解率和还原糖得率随活化温度的变化见图2。不同活化温度下，随着温度的升高，降解率呈现先升高后降低的趋势，在温度为50℃时达到最高17.72%;当温度在50℃以下时，降解率随温度升高而增大，超过50℃，降解率有所下降;还原糖得率总体呈下降趋势，在30℃时达到最高18.13%。这是因为活化温度越高则过硫酸根能吸收更多的能量，O-O键越容易断裂导致SO4·-产生速率加快，从而产生更多的SO4·-，氧化去除效果越好[15]。但在温度大于50℃时，温度升高，降解效果却下降，可能是因为当温度过高时SO4·-活性很高，产生速度快但存在时间短，部分SO4·-还未得到充分利用便被消耗[16]。其中还原糖、乙醇和VFAs更易于被进一步氧化，从而消耗了SO4·-和·OH，导致还原糖得率和秸秆降解率下降。综上所述，选择50℃为最佳活化温度。2.1.3 预处理时间对预处理效果的影响
固液质量比从1∶6到1∶12时，还原糖得率上升，由于含水量的增加使传质加快，从而导致还原糖得率的增加，在1∶10时达到最高值13.20%后趋于稳定(见图4)。而秸秆降解率随着固液比的增长不断上升，在固液比为1∶10时达到最高18.51%后趋于稳定，较固液比为1∶6时增长了3.72%。由此可见，固液比是影响预处理效果的重要因素之一，这主要是因为秸秆等木质纤维材料体积大但密度小，若固液比过低易导致秸秆与预处理剂接触不充分，反应不完全，而合适的固液比增强溶液对秸秆的润胀作用，使反应更完全[17]。因此，综合考虑各种因素后，选取1∶10作为预处理固液质量比。图4 秸秆降解率和还原糖得率随固液比的变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]高级氧化技术在难降解工业污水中的应用研究[J]. 陈蕊,徐菁,张钢强. 环境科学与管理. 2019(05)
[2]过硫酸盐高级氧化降解水体中有机污染物研究进展[J]. 黄智辉,纪志永,陈希,郭小甫,王士钊,袁俊生. 化工进展. 2019(05)
[3]过硫酸盐活化技术的研究进展[J]. 赵文莉,王广智,弋凡,朱天琳. 现代化工. 2018(07)
[4]过硫酸盐高级氧化技术的活化方法研究进展[J]. 褚宏怡,鲁金凤,寇方航,龚楚枫,梁涛,阿克江. 供水技术. 2017(04)
[5]Ca（OH）2预处理的秸秆作为固体碳源的反硝化性能[J]. 马玉霞,谭蕾蕾,沈志强,周岳溪,陈学民,伏小勇,唐含英. 环境工程技术学报. 2017(02)
[6]活性污泥及其与秸秆共基质的厌氧消化特性[J]. 王紫琪,周海东,张喆,王莹莹. 环境科学研究. 2017(02)
[7]热活化过硫酸盐氧化去除木质素降解产物[J]. 荣亚运,师林丽,张晨,邹丽花,徐颖,朱均均,陈丽玮,徐勇,勇强,余世袁. 化工学报. 2016(06)
[8]活化过硫酸盐技术的研究进展[J]. 刘桂芳,孙亚全,陆洪宇,鞠然,朱丽楠,康凯. 工业水处理. 2012(12)
[9]碱和双氧水预处理玉米秸秆的试验研究[J]. 周殿芳,马玉龙,谢丽,蔡彦. 可再生能源. 2011(01)
[10]玉米秸秆湿氧化预处理同步糖化发酵酒精[J]. 张强,殷涌光,Anders Thygesen,Anne Belinda Thomsen. 农业工程学报. 2010(09)
硕士论文
[1]硫酸根自由基在水处理中的反应特性[D]. 刘衡锡.大连海事大学 2013
本文编号：3577690
【文章来源】：中国沼气. 2020,38(02)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
秸秆降解率和还原糖得率随过硫酸钠投加比的变化
秸秆降解率和还原糖得率随活化温度的变化见图2。不同活化温度下，随着温度的升高，降解率呈现先升高后降低的趋势，在温度为50℃时达到最高17.72%;当温度在50℃以下时，降解率随温度升高而增大，超过50℃，降解率有所下降;还原糖得率总体呈下降趋势，在30℃时达到最高18.13%。这是因为活化温度越高则过硫酸根能吸收更多的能量，O-O键越容易断裂导致SO4·-产生速率加快，从而产生更多的SO4·-，氧化去除效果越好[15]。但在温度大于50℃时，温度升高，降解效果却下降，可能是因为当温度过高时SO4·-活性很高，产生速度快但存在时间短，部分SO4·-还未得到充分利用便被消耗[16]。其中还原糖、乙醇和VFAs更易于被进一步氧化，从而消耗了SO4·-和·OH，导致还原糖得率和秸秆降解率下降。综上所述，选择50℃为最佳活化温度。2.1.3 预处理时间对预处理效果的影响
固液质量比从1∶6到1∶12时，还原糖得率上升，由于含水量的增加使传质加快，从而导致还原糖得率的增加，在1∶10时达到最高值13.20%后趋于稳定(见图4)。而秸秆降解率随着固液比的增长不断上升，在固液比为1∶10时达到最高18.51%后趋于稳定，较固液比为1∶6时增长了3.72%。由此可见，固液比是影响预处理效果的重要因素之一，这主要是因为秸秆等木质纤维材料体积大但密度小，若固液比过低易导致秸秆与预处理剂接触不充分，反应不完全，而合适的固液比增强溶液对秸秆的润胀作用，使反应更完全[17]。因此，综合考虑各种因素后，选取1∶10作为预处理固液质量比。图4 秸秆降解率和还原糖得率随固液比的变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]高级氧化技术在难降解工业污水中的应用研究[J]. 陈蕊,徐菁,张钢强. 环境科学与管理. 2019(05)
[2]过硫酸盐高级氧化降解水体中有机污染物研究进展[J]. 黄智辉,纪志永,陈希,郭小甫,王士钊,袁俊生. 化工进展. 2019(05)
[3]过硫酸盐活化技术的研究进展[J]. 赵文莉,王广智,弋凡,朱天琳. 现代化工. 2018(07)
[4]过硫酸盐高级氧化技术的活化方法研究进展[J]. 褚宏怡,鲁金凤,寇方航,龚楚枫,梁涛,阿克江. 供水技术. 2017(04)
[5]Ca（OH）2预处理的秸秆作为固体碳源的反硝化性能[J]. 马玉霞,谭蕾蕾,沈志强,周岳溪,陈学民,伏小勇,唐含英. 环境工程技术学报. 2017(02)
[6]活性污泥及其与秸秆共基质的厌氧消化特性[J]. 王紫琪,周海东,张喆,王莹莹. 环境科学研究. 2017(02)
[7]热活化过硫酸盐氧化去除木质素降解产物[J]. 荣亚运,师林丽,张晨,邹丽花,徐颖,朱均均,陈丽玮,徐勇,勇强,余世袁. 化工学报. 2016(06)
[8]活化过硫酸盐技术的研究进展[J]. 刘桂芳,孙亚全,陆洪宇,鞠然,朱丽楠,康凯. 工业水处理. 2012(12)
[9]碱和双氧水预处理玉米秸秆的试验研究[J]. 周殿芳,马玉龙,谢丽,蔡彦. 可再生能源. 2011(01)
[10]玉米秸秆湿氧化预处理同步糖化发酵酒精[J]. 张强,殷涌光,Anders Thygesen,Anne Belinda Thomsen. 农业工程学报. 2010(09)
硕士论文
[1]硫酸根自由基在水处理中的反应特性[D]. 刘衡锡.大连海事大学 2013
本文编号：3577690
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3577690.html
