稻秸的高效渗漉降解与厌氧发酵工艺研究-生态学专业论文.docxVIP

万 万万数据 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文，是受浙江省优先主题重大农业项目 (2010C 12001 );嘉兴市 重大科技项目 (2012BZ6001 ) 资助，在指导老师指导下，通过我的努力取得 的成果，并且是自己 撰写的。尽我所知， 除了文中作了标注和致谢中已经作 了答谢的地方外，论文中不包含其他人发 表或撰写过的研究成果，也不包含在浙江农林大学或其他教育 机构获得学位或证书而使用过的材 料.与我一向对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意 .如被查有严 重侵犯他人知识产权的行为 ，囱本人承担应有的责任. 学位拙作者亲笔签名 : 朵 J、千if 日期: 刚 μ 论文使用授权的说明 本人完全了解浙江农林大学有关保留、使用学位论文的规定， I!P学校有权送交论文的复印 件， 允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或部分内容，可以 采用影印 、缩印或其他复制 手段保存论文. 必威体育官网网址，在一一年后解密可适用本授权书。口 不必威体育官网网址，本学位论文属 于不必威体育官网网址。 旷 (i内在方框内打 ..j ) 学位…亲笔签名:主u，1( 日期: 且必白 指导教师亲笔签名: ?-浮t;e日朔: 坦坐归 摘要 摘要 万方数据 万方数据 摘要 秸秆作为一种优质的生物质能源，对改善我国的能源结构，缓和全球气候变化， 具有重要作用。然而由于秸秆中纤维素与木质素的镶嵌结构，导致秸秆在发酵过程中 降解效率不高、消化时间长、产气率低，从而限制了秸秆制沼的大规模应用。 为解决上述问题，本文以南方常见的稻秸为研究对象，通过科学试验与数据处理， 对稻秸渗漉降解后再进行厌氧发酵产沼气的实验研究，得到以下主要内容与研究结 论： 1. 稻秸渗漉降解最佳工艺条件的确定。稻草的水解酸化是制备沼气的关键步骤。 为使渗漉处理技术在稻草的高效降解中得到更好地应用，通过单因素筛选及正交试 验，得出稻秸渗漉降解的最适条件：料液比为 1：8，发酵温度为 37℃，尿素溶液浓 度为 3%，吐温-80 用量为 0.2%。该条件下渗漉降解稻秸的降解率显著高于对照组， 7d 降解率达到了 49.14%，相比对照组提高了 66.66%。渗漉降解后，反应体系 pH 维 持在 7~7.5 之间，稻秸半纤维素被大量降解，纤维素和木质素也有不同程度的降解； 稻秸表层乳突和瘤状的致密结构几乎被完全破坏，深层长细胞暴露，并出现不同程度 的崩解。 2. 稻秸厌氧发酵最佳工艺条件的确定。在中温的条件下，采用单因素分析方法， 对稻秸厌氧发酵有重要影响的因素氮源、氮源添加量、总固体含量进行分析。结果表 明：添加的最适氮源为尿素，在尿素添加量为 4%（尿素占稻秸质量比）、总固体含量 为 5%的条件下，厌氧发酵的产气效果最好。厌氧发酵后，平均甲烷含量在 63%左右， 单位 TS 产气率为 220 mL/g 左右。 厌氧发酵后，稻秸的 TS 含量由渗漉降解后的 54.50%降到 43.78%，纤维素的含 量也在厌氧发酵后大幅降低，说明在厌氧发酵过程中主要被降解的是纤维素，同时半 纤维素、木质素的含量也有不同程度的降低。 稻秸经厌氧发酵后剩余的沼渣中，氮、磷、钾三种元素的含量都得到了平衡，氮、 磷、钾三种元素的含量分别提高到 3.7%、1.0%、2.9%，因而具有良好的肥力特性， 适于农村种植业的广泛使用。 此外，不同形式氮源、尿素添加量对稻秸厌氧发酵过程的影响试验中，对总氮、 硝态氮、铵态氮进行测定，发现不管是在厌氧发酵前还是发酵后铵态氮在总氮中所占 I 的比重都较大，但在发酵后会有所下降，硝态氮含量由所升高。 关键词：稻秸，渗漉降解，厌氧发酵，沼气。 II AB ABSTRCT ABSTRCT Straw as a kind of high-quality biomass energy, It plays an important role to improve Chinas energy structure and mitigate global climate change. However, because of the enchasing structure of straw lignin and cellulose，the degradation of anaerobic fermentation is not efficient , the digestion time is long and the gas production rate is low. All of those become the technical bottleneck of developing the straw anaerobic fermentation industrializa