HCl预处理对水稻秸秆沼气产量的影响(2)

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图1 厌氧消化试验装置

2.2 试验原材料

本次试验水稻秸秆取自淮安市淮阴区王营镇周围村庄自然条件下风干的水稻秸秆。水稻秸秆洗净晾干后用剪刀切成2～3 cm的小段，然后用粉碎机将其粉碎并测定其理化指标。

2.3 接种物

沼气发酵含有厌氧活性污泥微生物，发酵产沼气量大，使之与发酵原料混合后，在一定的条件下，其中的微生物可以很快的恢复活性并进行沼气发酵。本试验的接种物是取自学校边上村庄的沼液，加入稻草秸秆与牛粪，在试验室中厌氧发酵一段时间的沼气液为接种物。

实验材料的理化性质见表1。

表1 实验材料的理化性质（%）

TS VS 灰分纤维素半纤维素木质素

稻草秸秆 92.9 81.4 10.1 38.3 21.3 12.5

牛粪 87.4 56.8 - - - -

接种沼液 7.29 4.12 - - - -

2.4 试验设计

本试验设置了4个不同HCl 质量百分数的处理水平：2%、4%、6%、8%（NaOH 质量占原料质量的百分比）。上述处理组都放置于20℃的恒温恒湿箱中，10 d后取出样品进行组分分析，记录变化，然后发酵。水稻秸秆与牛粪一比一配比，干物质各取60 g，加沼液定容到2 L装罐。发酵温度为中温（35℃±1）条件下发酵。

2.5 测量项目与方法

采用烘干法（在温度为105℃的真空干燥箱中烘4～6 h）测量总固体质量百分数（TS）；VS测定方法为烘干法（在温度为550℃的马弗炉中烘1 h）；水分含量的测定方法为烘干法（在真空干燥箱中干燥3～4 h，温度105℃干燥）；pH值：通过精密pH计（PHS-3C）测定；采用排水集气法（每天按时用量筒测量集水瓶中排出的水量，做好记录）测定产气量；气体成分的测定采用的方法是气相色谱仪测定；采用VAN SOEST 法测定纤维素，半纤维素和木质素。

3 结果与分析

3.1 预处理后水稻秸秆各成分比例

图2为HCl预处理前后水稻秸秆各成分质量百分数变化图。从图2中可以得出，稻草中的纤维素含量最高，其次是半纤维素，木质素是最低的。HCl预处理后，在所有处理组中半纤维素含量有所降低，并且随着HCl质量分数的增加，半纤维素含量降低的幅度也增加。各处理组纤维素含量均有所降低，其中以4% HCl处理组纤维素的损失率最高。而2%、4%、6%处理组的木质素含量均有所增加，8%处理组的木质素含量有所降低。