naoh预处理对玉米秸秆干发酵影响研究分析

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1、...页眉NaOH预处理对玉米秸秆干发酵影响的研究摘要：为了研究碱处理对玉米秸秆干发酵效果的影响，对玉米秸秆采用2%、4%、6%、8%4种不同浓度的NaOH溶液处理。结果表明：不同浓度的NaOH处理对玉米秸秆干发酵效果影响显著。其中，4-6%NaOH预处理的玉米秸秆，发酵前后纤维素变化差异显著，最终产气量和混合气体中甲烷比例最高。因此，4-6%NaOH预处理是玉米秸秆干发酵较优的工艺条件。关键词：NaOH；玉米秸秆；干发酵我国是一个农业大国。每年大约生产秸秆7.2亿吨，但其利用率不足30%，大部分的秸秆被丢弃在田间地头或被直接焚烧，不仅造成了资源浪费，也污染

2、了环境[1]。因此，如何科学合理的处理秸秆，已经成为公众最为关注的课题之一。干发酵是一种固体有机废弃物含量≥20％的厌氧发酵方式[2]。目前已成为秸秆能源化利用的重要途径之一。由于玉米秸中木质素含量较高，难以降解，因此，单纯的秸秆发酵存在启动慢，产气率低，经济效益差等弱点[3，4]。大量的研究显示，采用酸碱处理、粉碎、汽爆、微生物降解等预处理手段，不仅能提高秸秆发酵启动速度，缩短发酵时间，而且能增加发酵最终产气量，提高发酵经济效益[5-7]....页脚...页眉。周口市地处豫东平原，是一个以农作物种植为主的农业大市。农作物秸秆的处理问题已经成为市政府面临的一

3、个技术难题。由于工业化程度较低，很多预处理方法在周口市秸秆利用中都难以得到有效应用，应用最多的便是碱处理和简单的截断粉碎处理。有研究显示，碱溶液浓度能够影响秸秆的发酵效果和最终产气量[8,9]。本试验通过对玉米秸秆采取不同浓度的NaOH溶液预处理，比较发酵前后纤维素、半纤维素、木质素的降解效果、沼气产量及沼气中甲烷含量，研究碱预处理对玉米秸秆干发酵效果的影响。以期为玉米秸秆资源的开发利用提供合理的资料参考。1材料与方法1.1材料试验用玉米秸秆取自周口市郊农田，接种物沼渣取自周口市搬口乡沼气生态村，接种量25％，单位固体物（TS）10％。玉米秸秆部分成分含量测

4、定结果见表1。表1实验材料成分表原料纤维素半纤维素木质素碳含量氮含量C/NTS玉米秸秆39.7026.1817.5055.190.47117:484.711.2实验装置....页脚...页眉发酵罐为置于恒温水浴锅中容量为1000mL的三角瓶，瓶口装有橡胶塞，橡胶塞上的玻璃管和导气管连接。用排水集气法收集沼气（水为饱和食盐水），集气瓶容量1000ml，用橡胶管和发酵装置相连。发酵温度使用恒温水浴锅控制在(35±1)℃。1.3方法每个发酵瓶中添加粒度为1cm的玉米秸秆130g，并分别添加质量分数为0、2％、4％、6％和8％NaOH溶液260g，搅拌直至玉米秸处于

5、湿润状态。试验预处理时间为10d。预处理结束后，向每个发酵瓶中加入蒸馏水1000g，并用浓度为20％的乙酸调节混合物PH值至7.0-7.5，加入接种物400g，添加蒸馏水补充发酵液总量至2000g。试验每个处理设置3个重复，0NaOH添加组为对照组。沼气总产量采用用排水集气法测定，成份使用沼气分析仪(ZS-2型)在产气后第12-16天连续测定，求平均值。2结果与分析2.1不同浓度NaOH处理对玉米秸纤维素、半纤维素、木质素的影响....页脚...页眉不同浓度NaOH处理的玉米秸秆发酵前后粗纤维成分含量变化情况见表2。从表2可以看出，不同浓度NaOH处理的玉米

6、秸秆发酵前后粗纤维成分含量的变化随纤维类型不同略有差异。其中，半纤维素和木质素经NaOH处理发酵后，变化较为显著，而纤维素变化较小。这可能与NaOH有较强的脱木素和半纤维素作用有关。4%、6%、8%NaOH处理的玉米秸秆发酵后纤维素、半纤维素和木质素差别不显著，说明4-6%NaOH处理可以作为玉米秸秆干发酵前的碱处理适宜浓度。表2不同浓度NaOH处理发酵前后玉米秸秆中粗纤维的含量变化%NaOH浓度纤维素半纤维素木质素发酵前发酵后发酵前发酵后发酵前发酵后039.7037.10a26.1820.83a17.5013.57a2%39.7025.60b26.1812

7、.14b17.509.51b4%39.7023.80b26.188.86c17.507.10c6%39.7025.90b26.188.92c17.507.76c8%39.7026.30b26.188.71c17.506.91c注：同列肩标字母相同为差异不显著，不同为差异显著或极显著。下同。2.2不同浓度NaOH处理对玉米秸干发酵沼气产量的影响不同浓度NaOH处理对玉米秸干发酵沼气产量的影响见表3。表3表明，不同浓度NaOH处理后的玉米秸秆干发酵累计沼气产量随NaOH浓度变化而变化，其中4%NaOH处理发酵组的累计产气量明显高于0%、8%处理组，达到3.95L

8、，比2%和6%处理组分别高出15.16％、12.54