生物预处理玉米秸秆及其固态厌氧发酵产气的研究_学位论文

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2、和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密团。学位论文作者签名：龙历溺5，如7眸6月c∞’日⋯⋯：钆【-r＼指导教师签名：∥哕声C∥lrl如，2年否月，仁日’生物预处理玉米秸秆及其固态厌氧

3、发酵产气的研究BiogasProductionfromBiologically·-treatedCornStoverbySolid--stateAnaerobicDigestion姓2012年06月江苏大学硕士学位论文摘要沼气是一种可再生能源，本文主要研究了玉米秸秆与污泥混合固态厌氧发酵产沼气。玉米秸秆中碳氮比(C／N)较高而污泥中碳氮比较低，并包含利于厌氧发酵产沼气的微生物菌群，若将玉米秸秆和污泥充分混合用于厌氧发酵产气，可满足厌氧发酵体系所需的碳氮比，同时也无需添加其他接种物，具有较强的实用性和可操作性。为了实

4、现固态厌氧发酵系统高效产气，本论文拟以玉米秸秆为试验底物，接入不同来源活性污泥，考察包括玉米秸秆预处理方法和厌氧发酵操作条件等因素对产气效率的影响，主要研究内容和所得结论如下：1．玉米秸秆结构致密导致纤维素等有效碳源难以直接高效利用，本文首先采用虫拟蜡菌(Ceriporiopsissubvermispora)对玉米秸秆进行生物预处理，主要考察了含水量、培养温度、培养时间和锰离子浓度等因素对Csubvermispora选择性降解木质素的影响。结果表明，Csubvermispora选择性降解玉米秸秆中木质素的最适条件为

5、：含水量70％、温度300C、时间18d以及Mn2+1．4mmol／L。在此条件下，木质素的降解率为34．82％，而纤维素降解率仅为10．03％，选择系数为3．47，实现了最大限度地降解玉米秸秆中的木质素和保留纤维素。2．以日产气量和累积产气量为指标，考察了不同来源污泥和玉米秸秆预处理方式对厌氧发酵产气效果的影响。结果表明，相对于其他三种来源污泥，颗粒状污泥的日均产气量和累积产气量最高，分别为3．75t／kgvS和56．29L／kgVS：对比碱处理和高温高压预处理方式，经微生物(Csubvermispora)预处理

6、的玉米秸秆更有利于发酵产气，所得同均产气量和累积产气量分别为12．07I．／kgVS和181．09【／蚝VS。因此选择颗粒状污泥和Csubvermispora预处理后的玉米秸秆用于固态厌氧发酵产气。3．以日产气量和累积产气量为指标，较系统地研究了固态厌氧发酵过程参数如温度、接种量和碱浓度等对产气效率的影响，其中测定和分析发酵过程中包括"IS、VS、VFA和碱度在内的多种指标，并结合木质素、纤维素和半纤维素的变化规律，确定Csubvermispora预处理玉米秸秆和颗粒状污泥固态厌氧发酵的限制因素。结果表明，在温度3

7、5。C，接种量10：1和碱浓度5．O％的条件下，日均产气量和累积产气量分别为14．07LAgVS和211．09L／kgVS，均比对照组高约88％。在此过程中，，rs和VS的降解率分别为6％和35％，表明有机物被利用产沼气；发酵后挥发性脂肪酸生物预处理玉米秸秆及其固态厌氧发酵产气的研究(VFA)为106mmol／L，比发酵前提高了6mmol／L，而碱度降低了约23％；另外，经Csubvermispora预处理的玉米秸秆中木质素基本未被降解，而纤维素和半纤维素含量显著降低，分别为42．03％和17．05％，表明其作为有

8、效碳源，已被较大幅度地用于合成沼气。关键词：玉米秸秆，预处理，木质素，污泥，固态厌氧发酵江苏大学硕士学位论文ABSTRACTBiogasisarenewableenergy．Inthepresentstudy,solid--stateanaerobicCO--digestionofcornstoverandsludgewaswellinvestigated．