Key words: biological pretreatment, rice straw, anaerobic fermentation, biogas, biomass

目   录

1  前言   3

1。1  选题的目的及意义  3

1。2  厌氧发酵概述   3

1。3  秸秆常见预处理方法   4

2  研究内容   5

2。1  试验材料  5

2。2  预处理方法  6

2。3  厌氧发酵试验装置  7

2。4  测定项目及方法   7

3  结果与分析  9

3。1  厌氧发酵过程中的产气规律  9

3。2  厌氧发酵过程中pH值和挥发性脂肪酸的变化规律  12

结论  13

参考文献  14

致谢   16

1  前言   

1。1  选题的目的及意义论文网

在当今温室效应及化石能源枯竭的背景下，降低温室气体的排放及寻找低排放的能源是目前人类走向可持续的必要之路。在发现的新能源中，生物质能具有显著优点，历史较悠久，性能较稳定，是一种可再生能源。在连续20年内，国家相关部门已相继颁布了一系列生物质能的政策法规，如《可再生能源法》、《全国农村沼气建设规划》等，为生物质能的开发利用提供了环境保障。

生物质能是由植物光合作用产生，作为世界粮食生产大国，我国秸秆总产量位居世界首位，生物质能原料充足，每年大约生成7亿吨，占全球的1/5 [1]。但其中大量秸秆不能被合理利用，其中除少数被还田和饲料利用外，绝大多数秸秆都被抛弃在田边沟渠内，缓慢氧化分解后腐烂，造成面源污染，更有甚者，将秸秆直接露天焚烧，造成环境污染，带来了一系列的经济、社会和生态问题[2]。因此，怎样处理好秸秆废弃物是如今迫切需要解决的事情。

1。2  厌氧发酵概述

厌氧发酵技术也称厌氧消化、甲烷发酵和沼气发酵，是有机物发酵生成甲烷的过程，也是绿色环保的技术之一，在国内20年来有了较大的突破[3～5]。此技术不但满足了当今对环保的需求,还能有效地解决秸秆废弃物处理等问题。

1。2。1  厌氧发酵原理

    农作物秸秆的厌氧发酵较为复杂，包括多种微生物的不同代谢途径，但是这些代谢并不是孤立无援，而是相互联系，相互影响，相互制约（Buswell and Sung S 2011）的过程[6]。如图1 所示，厌氧发酵分为三个阶段。

水解阶段：水解就是把复杂的聚合物转化为简单单体的过程。因有机高分子质量大，无法透过细胞膜，必须要先在微生物分泌的胞外酶、表面酶的酶解作用下转化为可溶于水的小分子物质（单糖、甘油、脂肪酸、氨基酸）。

产酸阶段：第一阶段的小分子可溶性物质仍然在胞内酶作用下转化为丁酸、乙酸等有机物质及氢气、二氧化碳等无机物。但其中乙酸占重要比例，约70%以上。

甲烷化阶段：生成甲烷的阶段，多数甲烷由产甲烷菌将乙酸等有机物分解形成，少数由产酸阶段的二氧化碳被氢气还原生成。

图1 厌氧发酵过程有机质降解步骤

Fig。1 Subsequent steps in the an acrobic digestion process

  1。2。2  影响因素文献综述

利用秸秆为原料进行厌氧发酵，发酵时间较长，环境要求严格，是一个复杂的生化反应。因此其受限较多，如发酵温度、pH值、C/N比等。

发酵温度：温度在厌氧发酵中起着至关重要的作用，张存胜等[7]发现温度是厌氧发酵的首要因素，维持厌氧发酵中微生物的生长和酶的活性都需要在一定的温度下进行。