4。4 不同预处理水稻秸秆厌氧发酵CH4含量比较 37

4。5 不同预处理水稻秸秆厌氧发酵VS、TS去除率比较 38

4。6 不同预处理水稻秸秆转化效率的对比分析 38

4。7 小结 39

结论与建议 40

参考文献 41

致  谢 45

1 绪论

1。1 选题目的和意义

随着科学技术的进步和现代化、工业化迅速发展，人类对能源的需求越来越多，对生存环境的要求也越来越高。在当今世界能源消耗的化石资源，一些国家以煤为主，其他大部分国家的石油和天然气为主的。按照专家预测，以当前的消耗速度，石油、天然气至多只可维持不到50年，煤炭也只能维持一到两个世纪。所以无论什么样的常规能源结构，能源危机都越来越严重摆在人类面前。

同时，大量化石燃料的使用使环境污染已经达到地球难以承受的程度。随着工业，煤炭，石油，天然气，水电，核电和可再生能源的大量进入到人类活动的领域。能源动力结构的改变促进和反应世界经济的进步和社会的发展，也很大程度上影响了全球CO2排放和全球气候。据气象学家估计，陆生植物光合作用每年固定的CO2为200亿～300亿吨。而每年仅化石能源燃烧产生的CO2就达370亿吨，加之生命呼吸、生物体腐败及火灾等产生的CO2，大大超过绿色植物光合作用吸收转化CO2的量，破坏了自然界的CO2循环平衡，造成众所周知的臭氧层破坏和发生其他一些反常现象。

因此，尽快寻找替代化石能源的可再生能源成为解决人类社会面临的能源危机，保障世界能源安全，维护社会稳定，解决环境问题的唯一的切实可行的出路。在2003年6月的“可再生能源国际会议”，提出了扩大和可再生能源的开发利用是解决世界能源危机的必然趋势。生物质能具有经济、环保、实用、可再生、数量大的特点，是解决能源、环境问题的绝佳途径。生物质能是植物通过光合作用聚集的太阳能，取之不尽用之不竭，而且生物质能利用后排放的CO2，又可经碳循环回到生物体内，从而实现CO2的零排放。所以，生物质能的研究，早己受到世界各国的关注，对生物质能的研究如今也是在一步一步的深化当中。

早期生物质能未被人们合理利用，大多直接当薪柴使用，效率低，且影响生态环境。通过生物质厌氧发酵产生甲烷，利用生物质水解产生乙醇和甲醇燃料，用热解生物质的方法生成燃料气、生物油和生物炭，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场是现代生物质能的主要利用途径。当前国外的生物质能利用技术和装置多已达到规模化产业经营程度，比如美国、瑞典和奥地利三国生物质能转化为高品位能源利用已分别占该国一次能源消耗量的4%、16%和10%。典型的利用项目有：在美国，生物质能发电的单机容量达10～25兆瓦，总装机容量已超过10000兆瓦；位于纽约的斯塔藤垃圾处理站采用湿法处理垃圾发电，回收沼气，同时生产肥料；还有利用纤维素废料生产酒精的技术，建立了l兆瓦的稻壳发电示范工程，且年产酒精2500吨。此外，在巴西实施了全球规模最大的乙醇开发计划，目前该国汽车燃料消费量的50%以上都是采用乙醇为燃料。

我国具有大量的生物质能资源，经科学家测算，现期我国理论生物质能资源为50亿吨左右标准煤，是当前总能耗的4倍左右。目前在可收集的条件下，我国可利用的生物质能资源主要是农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾、工业有机废渣与废水等传统生物质。其中农作物秸秆（如水稻秸秆、麦草、玉米秸秆等）的年产量非常巨大，2010年秸秆可收集量为7亿吨[1-3]，但又因其组分多，结构复杂，长时间都没有得到经济合理的开发利用，除以工业原料形式利用12%，水产饲料形式利用3%，生活燃料形式利用25%以外，大约有50%的资源直接焚烧或废弃，而作为生活燃料的25%的秸秆也是直接在传统炉灶上直接燃烧，其转换效率小于20%[4]。因此开发利用水稻秸秆具有重要的现实意义。随着具有能源和环境效益的沼气技术的推广和使用，通过农作物秸秆来获取丰富的生物质能，是秸秆资源高效清洁利用的方式，同时人畜粪便也得到利用，不但解决了环境污染问题，也得到了可观的经济效益。经净化所获得的生物天然气，可作为燃料取代石油和其他化石燃料，也可用于发电，另外沼渣，沼液可以用来生产高质量的农家肥，使得生态农业的良性发展[5]。