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秸稈類木質(zhì)纖維原料產(chǎn)甲烷潛力及動(dòng)力學(xué)分析

閱讀:404        發(fā)布時(shí)間:2020-02-21
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為進(jìn)一步了解木質(zhì)纖維素類物料內(nèi)部組成成分對(duì)其厭氧消化的影響,以及木質(zhì)纖維素類物料在厭氧發(fā)酵過(guò)程中的產(chǎn)氣特性,從而為其在工程上的利用提供依據(jù),使大型沼氣工程發(fā)酵物料的評(píng)估和利用達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化和高效化。 以玉米秸稈、水稻秸稈、苜蓿秸稈為研究對(duì)象,采用中溫批次厭氧發(fā)酵工藝,接種物與底物揮發(fā)性固體( VS )比為 2∶1 ,發(fā)酵溫度( 37±0.1 ) ℃ 且固體濃度為 10% ,研究各木質(zhì)纖維原料厭氧生物轉(zhuǎn)化甲烷的潛力( BMP ),并利用修正 Gompertz 模型對(duì)原料累積產(chǎn)甲烷過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。 結(jié)果表明:玉米秸稈、水稻秸稈、苜蓿秸稈各原料發(fā)酵底物總固體( TS )濃度為 10% 時(shí)的單位質(zhì)量揮發(fā)性固體( VS )生物甲烷產(chǎn)量分別為 266.86 , 225.19 ,286.24mL · g -1 ,占各自理論生物甲烷潛力( TMP )的 83.8% 、66.4% 、 90.8% , BMP1% 時(shí)的反應(yīng)時(shí)間分別為 28 ,32 , 26d 。不同秸稈的產(chǎn)甲烷潛力與原料組分中木質(zhì)素和無(wú)定形全纖維素的含量有較大關(guān)系。采用修正 Gompertz 方程對(duì)累積產(chǎn)甲烷曲線擬合,能較好模擬玉米秸稈、水稻秸稈、苜蓿秸稈的累積產(chǎn)甲烷變化過(guò)程,擬合方程的 R 2 分別為 0.998 , 0.984 , 0.990 ;動(dòng)力學(xué)常數(shù) K 和延滯期時(shí)間 λ 分別為 0.122 , 0.101 , 0.065d -1 和 0.35 , 0.57 , 0.48d ,為木質(zhì)纖維原料的產(chǎn)甲烷潛力評(píng)估預(yù)測(cè)及實(shí)際沼氣生產(chǎn)中原料的選擇提供依據(jù)。

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