基于沼液与零价铁强化水解酸化的玉米秸秆高效厌氧消化工艺与微生物特性研究

发布时间：2024-03-25 21:18

　　我国玉米秸秆产量巨大,是农业有机固体废弃物的代表。大量的玉米秸秆等有机废弃物得不到及时处理会引发大范围环境污染问题。采用厌氧消化技术既能缓解能源短缺问题,也能避免秸秆焚烧带来的环境污染问题。针对玉米秸秆等木质纤维素类物质生物降解性差、转化效率低等问题,本研究提出通过沼液及零价铁强化秸秆水解酸化性能以及改进厌氧消化工艺的方式提高玉米秸秆的可生物降解性和产气性能。主要研究内容和结果如下:(1)研究了沼液强化秸秆水解酸化效果及机理。通过批式试验研究水解酸化过程中的产气规律、物质降解规律与中间产物的产生与转化,系统性分析水解酸化改性高效降解玉米秸秆的原因。结果表明:沼液强化水解酸化后,玉米秸秆甲烷产率和能源回收率明显提高,分别为265.1 mLg-1 VS-1和57.91%,比未处理提高了 53.2%和59.4%。通过FTIR分析可知,木质纤维素中苯环、醚键、酯键、氢键和β-(1→4)糖苷键均被破坏。通过GC-MS分析可知酸化改性可以降解木质素单体化合物,大分子聚合物降解为低分子量的芳香族化合物和乙酸。因此,沼液水解酸化改性是提高木质纤维素生物降解性能的有效处理方式。(2)研究沼液强化秸秆水解...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－３厌氧消化的四阶段学说示意图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｏｕｒ－ｓｔａｇｅ?ｔｈｅｏｒｙ?ｏｆ?ａｎａｅｒｏｂｉｃ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ??

也越发凸显，逐步得到相关研宄人员的认可，??实际建设及应用工程也较多。??１．２秸杆水解触技术紐??１．２．１秸秆水解黢化的原理??厌氧消化是一种在无氧条件下将有机物分步氧化还原，转化为Ｃ０２和ＣＨ４的生??物转化过程。１９６７年，Ｂｒｙａｎｔ将厌氧消化过程分为水解阶段、酸化阶段....

图１－Ｓ丙酸型发酵途径【２５］??

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图１－６乙醇型发酵途径【２５】??Ｆｉｇ．?１－６?Ｅｔｈａｎｏｌ?ｔｙｐｅ?ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙ??

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图１－７铁腐蚀析氢机制??Ｆｉｇ．?１－７?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｂｙ?ｉｒｏｎ?ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ??

?北京化工大学博士学位论文???三：ｖ??ｃ”ｖ’?＼?；??ｖＪ?Ｖ乂?氢營养型产甲烷菡??Ｆｃ?＿??＼、．、?盡，．’??＾，？多?ｚ??ｃｏ２?＾??图１－７铁腐蚀析氢机制??Ｆｉｇ．?１－７?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｂｙ?ｉｒｏｎ....

本文编号：3938855