氨化预处理对稻草和玉米秸厌氧发酵产气性能影响的试验研究

发布时间：2023-04-28 05:03

　　我国是一个农业大国,每年产生7.4亿吨秸秆。秸秆木质纤维素结构较为复杂,且C/N高,不易被微生物利用,降低了秸秆厌氧发酵产气效率。氨化预处理不仅能打破木质纤维素结构,还能提供足够氮源。本研究以稻草和玉米秸为研究对象,考察中温条件下氨化预处理对秸秆厌氧发酵产气性能的影响,进料负荷为50gTS/L、65gTS/L和80gTS/L,预处理含水率分别为30%、50%、70%和90%,预处理氨添加量分别为2%、4%和6%。 实验结果表明,氨化预处理有利于提高稻草和玉米秸厌氧发酵产气性能,4%氨在70%含水率条件下预处理秸秆的产气性能最好,65gTS/L为最佳负荷。此时,氨化预处理稻草的厌氧发酵周期T90为30天,比其他氨化预处理稻草缩短11～12天,比未预处理稻草缩短16天,比2%NaOH预处理稻草提前了10天。T90累积产气量为18576mL,比其他含水率预处理提高1.78%～12.73%,比2%氨在70%含水率条件下预处理稻草提高13.95%,比未预处理稻草提高21.91%,比2%NaOH预处理提高3.67%。另外,CH4百分含量在第7天左右达到60%以上,比30%和50%含水率预处理稻草及...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 秸秆资源与利用现状
        1.1.1 秸秆产量
        1.1.2 秸秆性质
        1.1.3 秸秆利用途径
    1.2 秸秆预处理国内外研究现状
        1.2.1 物理法
        1.2.2 化学法
            1.2.2.1 酸预处理法
            1.2.2.2 碱预处理法
            1.2.2.3 臭氧预处理法
        1.2.3 生物法
        1.2.4 混合法
    1.3 氨化预处理
        1.3.1 饲料方面
        1.3.2 厌氧发酵方面
    1.4 课题研究目的和内容
        1.4.1 课题目的
        1.4.2 课题内容
第二章 实验设计与分析方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 实验装置
    2.4 实验方案
        2.4.1 预处理参数的确定依据
        2.4.2 厌氧发酵参数的确定依据
    2.5 实验设计
        2.5.1 实验方法
        2.5.2 实验步骤
            2.5.2.1 稻草秸秆厌氧发酵产气实验
            2.5.2.2 玉米秸秆厌氧发酵产气实验
            2.5.2.3 稻草和玉米秸预处理前后结构变化分析
    2.6 实验分析方法
第三章 氨化预处理对稻草厌氧发酵产气性能影响
    3.1 氨化预处理时间的确定
    3.2 含水率的确定
        3.2.1 日产气量
        3.2.2 CH₄百分含量
        3.2.3 产气周期T₉₀和T₉₀累积产气量
        3.2.4 单位TS、VS产气量及TS、VS去除率
        3.2.5 氨氮和碱度变化
    3.3 氨含量的确定
        3.3.1 日产气量
        3.3.2 CH₄百分含量
        3.3.3 产气周期T₉₀和T₉₀累积产气量
        3.3.4 单位TS、VS产气量及TS、VS去除率
        3.3.5 碱度和氨氮
    3.4 氨化预处理与2%NaOH预处理对比
        3.4.1 日产气量
        3.4.2 CH₄百分含量
        3.4.3 产气周期T₉₀和累积产气量
        3.4.4 单位TS、VS产气量及TS、VS去除率
        3.4.5 氨氮和碱度
    3.5 本章小结
第四章 氨化预处理对玉米秸厌氧发酵产气性能的影响
    4.1 产气性能实验
        4.1.1 日产气量
        4.1.2 CH₄百分含量
        4.1.3 产气周期T₉₀和T₉₀累积产气量
        4.1.4 单位TS、VS产气量及TS、VS去除率
        4.1.5 氨氮和碱度
    4.2 氨化预处理与2%NaOH预处理对比
        4.2.1 日产气量
        4.2.2 CH₄百分含量
        4.2.3 产气周期T₉₀和T₉₀累积产气量
        4.2.4 单位TS、VS产气量及TS、VS去除率
        4.2.5 氨氮和碱度
    4.3 本章小结
第五章 氨化预处理稻草和玉米秸结构及成分变化
    5.1 表观特征变化
    5.2 微观物理特征变化
    5.3 纤维素、半纤维素和木质素变化
    5.4 官能团变化
    5.5 提取物变化
    5.6 本章小结
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
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