固体碱预处理小麦秸秆对厌氧消化的影响
酵过程 中固体碱用量较少 。
关键词 ： 秸秆 ； 木质素 ； 沼气
中图分类号 ： Ｑ ５ ３ ９ ． ３ ； ￥ ２ １ ６ ． ２ 文献标志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ２— １ ３ ０ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５— ０ ３ ２ ８— ０ ３
随着经济 的快 速发展 ， 煤炭 、 石油等资源 日益 减少 ， 仅 依 靠有 限的化石 能源 已经不 能满足经 济发展 的需 要… 。我 国
干。将烘 干的 固体碱 放人 马 弗炉 中煅 烧 ， 煅 烧完 成 后取 出 备用。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ６— ０ ３ 基金项 目： 国家 “ ８ ６ ３ ” 计划 （ 编号 ： ２ ０ １ ２ Ａ Ａ ０ ２ １ ４ ０ ５ ） ； 车用 生物燃 料技
称取一定量的 Ａ １ ： Ｏ 粉 末 置 于 马 弗 炉 中煅 烧 。煅 烧 完 成
后准确称 取一定量 的 Ｋ ： Ｃ Ｏ 粉末置 于 ５ ０ ｍ Ｌ烧杯 中并 加入
一
面、 等高线 ， 得到最优反应 条件 。
Ｉ ． ５ 发 酵 产 甲烷 试 验 “
定量 的水 使其 溶解 ， 待 完全 溶解 后 向其 中加 入煅 烧好 的
资源尤其丰富 。作 为重பைடு நூலகம் 的可再 生 资源 ， 秸秆 的能 源化 、 资源化利用具 有重要 的战略意义。秸秆 的主要成分包括纤维 素、 半纤维 素、 木质 素 。木质素 在植 物细 胞壁 中 与纤 维 素、 半纤维素等碳水化合 物结合在一起 形成木质 素 一碳水 化 合物 联合 体 （ １ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ—ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｅ ｓ ， Ｌ Ｃ Ｃ） 。Ｌ Ｃ Ｃ
固体碱预处理小麦秸秆对厌 氧消化 的影 响
王凤 学 ，王春 明 ，钟 超 ，黄 凡 ，贾红 华 ，韦 萍 ， 赵 印
（ １ ． 南京工业 大学生物 与制药工程学院 ， 江苏南京 ２ １ １ ８ １ ６ ； ２ ． 河南天冠企业集 团有 限公司 ， 河南南阳 ４ ７ ３ ０ ０ ３ ）
按 固液 比（ ｇ： ｍ Ｌ ） １： １ ０ 、 １： １ ５ 、 １： ２ ０ 、 １： ２ ５ 、 １： ３ ０ ， 固 固 比
木质纤维原料 生物 降解能力 的重 要途径之一 。 目前 ， 木质 纤 维素预处理方 式主要包括碱处理 、 酸处 理 、 蒸 汽爆 破、 湿式 氧
（ ｇ： ｇ ） １： １ ０ 、 １： １ ５ 、 １： ２ ０ 、 １： ２ ５ 、 １： ３ ０向每个反应釜 中分 别加人去离子水 、 无水乙醇、 Ｋ ： Ｃ Ｏ ， 一Ａ １ ０ 固体 碱 ， 搅拌 均匀
生物质资源丰富 ， 每年产生的生物质总量约 ５ Ｏ亿 ｔ ， 其中秸秆
１ ． ２ 秸秆 中木质素含量测定
准确称取过 ４ ０目筛 的秸秆若 干 ， 加入 ７ ２ ％ 硫 酸搅 拌均 匀后于室温下静 置 ２ ｈ ， 随后将其转移 至锥形瓶 中， 加入一定 量 的水 使其混合均匀 ， 回流 ２ ｈ后 进行抽 滤 ， 得到秸秆残 渣 ，
．－—
—
３ ２ ８－ － — —
江苏农业科学
２ ０ １ ５年第 ４ ３卷第 ５期
王凤 学， 王春明， 钟
超， 等．固体碱预处理小麦秸秆对厌氧消化的影响［ Ｊ ］ ．江苏农业科学 ， ２ ０ １ ５ ， ４ ３ （ ５ ） ： ３ ２ ８— ３ ３ １
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ５ ８ ８ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２—１ ３ ０ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． １ ０ ７
化、 生物降解处理等几种 ， 其 中碱处理方式应用最多且已实现 规模化应用。固体碱催化剂具有可循 环使用 、 环境友好 、 无腐 蚀、 高选择性 、 高催化 活性等特点 。研究 表明 ， 固体催化剂 的
碱性有着特殊 的催化 作用 。本 研究将 固体碱 用于秸 秆预 处
后分别置于 １ １ ０ 、 １ ３ ０ 、 １ ５ ０ 、 １ ７ ０ 、 １ ９ ０ 油 浴 中反 应 １ … ３ ５ ７ 、
摘要： 采用浸渍法制备 Ｋ ： Ｃ Ｏ ， 一Ａ １ ： ０ ， 负载 型固体碱 ， 研究秸秆经固体碱预处理 后木质素脱 除率的变化及 木质素 脱 除后 对后 期产 甲烷量 的影 响 。结 果 表 明 ： 当反 应 温 度 为 １ ７ ０℃、 反应时间 ５ ｈ 、 固液 比 为 １ ｇ： ２ ０ ｍ Ｌ 、 固 固 比 １ ｇ： ２ ０ ｍ Ｌ 时， 木质素脱 除率较高 ， 达５ ０ ％左右。秸秆 碱处 理后 的 日产气量 、 总产气 量均高于未处理过的秸秆 ， 并且发
９ ｈ ， 取烘干后的秸秆 ０ ． ５ ｇ置于研钵 中 ， 加入 ７ ２ ％ 硫酸搅拌
均匀 ， 于室温下静置 ２ ｈ ， 随后将其转移至锥形瓶中 ， 加入去离
子水使其混合均匀 ， 回流 ２ ｈ后抽滤 烘干 。木质素 脱除 率计 算公式如下 ：
理， 考察 了碱处理前后秸秆结构 的变化 ， 并初步开展 了固体碱 预处理秸秆的厌氧发酵研 究 ， 旨在为木质纤 维原料 的资源化 利用提供依据 。
的生物降解率较低 ， 因此 ， 破坏 Ｌ Ｃ Ｃ中的木 质素结构 是提 高
烘干称质量。重 复 ３ 次取平均值 ， 得到原秸秆 中木质素含量。
１ ． ３ 固体 碱 预 处 理 秸 秆 的研 究
考察温度、 时间、 固液 比、 固 固比等几 个因素对木 质素脱
除率 的影响。准确称取 ２ ｇ 秸秆若干份 ， 分别加 入反应釜 中，
１ 材 料 与方 法
１ ． １ 固体 碱 的制 备
脱 除率 ：
１ ． ４ 响 应 面试 验
二
ｌ ｌ ＇ ｂ Ｉ Ｘ
×１ ０ ０ ％。 （ １ ）
为了优化反应条件 ， 在单 因素试验基础上 根据 中心 组合 （ Ｂ ｏ ｘ —Ｂ ｅ ｎ ｈ ｎ ｋ ｅ ｎ ）试验设计原理 ， 采用响应 面分 析法 ， 获 得多元二次线性 回归方程 ， 以木质素脱 除率为响应值作 响应
温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响
温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响玉米秸秆是一种丰富的农业废弃物，具有潜在的能源利用价值。
由于其结构复杂且富含木质素和纤维素等难降解的物质，直接利用玉米秸秆进行生物质能源生产存在一定的困难。
提高玉米秸秆的可降解性和产气性是利用玉米秸秆进行厌氧发酵的重要问题。
碱预处理是一种提高生物质可降解性的方法。
在碱预处理过程中，碱溶液被用于打破玉米秸秆中纤维素和木质素的化学键，从而降低纤维素和木质素的结晶性和抗性。
不同的碱预处理条件可能对玉米秸秆的降解效果产生不同的影响。
本研究旨在探究温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响。
实验采用了碱预处理技术处理玉米秸秆，并通过厌氧发酵实验研究了预处理后的玉米秸秆的降解效果。
将玉米秸秆切碎成约2cm的颗粒物，并使用NaOH溶液进行碱预处理。
预处理过程中，变量包括碱浓度、预处理时间、温度和湿度。
然后，将预处理后的玉米秸秆与厌氧发酵菌种共同在温室中进行厌氧发酵。
研究结果表明，温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响较大。
适度的碱浓度可以有效地提高玉米秸秆的可降解性和产气性。
实验结果表明，在0.5~1.5%的碱浓度范围内，玉米秸秆的降解效果明显提高。
过高的碱浓度可能会导致玉米秸秆的部分化学组成被破坏，从而降低其降解效果。
预处理时间和温度也对玉米秸秆的降解效果产生一定的影响。
实验结果表明，在预处理时间为24小时和温度为50℃时，玉米秸秆的降解效果最佳。
湿度对玉米秸秆的降解效果也有一定的影响。
实验结果表明，在湿度为80%时，玉米秸秆的降解效果最佳。
温和湿热条件下碱预处理可以显著提高玉米秸秆的可降解性和产气性。
适度的碱浓度、预处理时间和温度以及湿度都对玉米秸秆的降解效果产生影响。
在利用玉米秸秆进行厌氧发酵时，应选择合适的碱预处理条件，以提高厌氧发酵的效果。
NaOH固态预处理对秸秆厌氧消化的影响
余 碱液 ，需进 行 回收处 理 ，若 处理 不 好 ，会 对环 境 造成严重 的二 次污 染 ．为解 决 此 问题 ，本 研 究 提 出
了 Ｎ Ｏ 固态预 处理方 法 ， 固态 化 学 预处 理 采用 少 ａＨ
性．消化液 的 ｐ Ｈ值用精度为 ± ． １的数字型酸度 ００
计 汉量 ． 沼气 的成分 由气 相色谱 （ Ｃ１Ｂ）测得 ． ０ Ｇ ． ４
府对 环境 问题 的高度 关注 ，以秸秆 等 纤 维 素类 物 质
为原 料生产 沼气 的研 究越 来 越受 到重 视 。 ４ ．但是 ，
理秸 秆进 行厌 氧 消化 ，研 究 Ｎ Ｏ 添 加量 及 负荷 率 ａＨ 对秸 秆厌 氧消 化效 率和 产气 量 的影 响 ，并 确定 合 适 的 ＮＯ ａ Ｈ添 加量及 厌 氧消 化 负荷 率 ，为 秸 秆 的大 规
naoh固化预处理对秸秆厌氧处理有明显效果主要是由于秸秆中98以上是纤维素一半纤维素一木质素成分由于纤维素半纤维素和木质素具有牢固的结晶构造酶分子及水分子难以侵入到内部其结晶部分比无定形部分难降解秸秆水解限制了甲烷化过程因此未被预处理的秸秆不易被消化而经过naoh固化预处理的秸秆naoh在一定程度上破坏了纤维素一半纤维素一木质素的结晶构造疏松其网状连接键暴露出纤维素和半纤维素并使纤维素的晶区变小改善其超分子结构使基质更易被微生物水解旧曩j引
量 氢氧化 钠溶 液与秸 秆 混合 ，将 秸 秆 含水 率 控制 在
收 稿 日期 ：２０ —２ ｌ ；修 回 日期 ：２ １． １２ ０９ １ 一 １ ０ ０ ０ ．０ 基金项 目：教育部新世纪优秀人才支持计 划资助项 目 （ Ｃ Ｔ ０ —５４） Ｎ Ｅ 一７０ ６ ；辽宁省高校优秀人 才计划资助项 目 （ ０６ ４ ） ２０ Ｒ １ 作者简介：冯 磊 （９ ９ ） １７ 一 ，男 （ 汉族 ） ，辽宁省 沈阳市人 ，沈 阳航空工业学院讲师．Ｅｍａ ：ｆ ｉ ｅ＠１３ １ｒ ． ｉ １ ｃ ｅ ６ ．ｏ ｌ 一ｅ ２ｅ
温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响
温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响玉米秸秆是一种常见的农业废弃物，其利用价值很高。
将玉米秸秆进行生物质能源利用，可以降低对化石能源的依赖，减少环境污染，并且可以充分利用废弃资源，提高农产品的经济价值。
玉米秸秆在生物质能源利用中，通常通过厌氧发酵来转化为沼气。
在厌氧发酵过程中，利用碱预处理可以提高玉米秸秆的降解效率。
同时，温度也是影响厌氧发酵产气量和稳定性的重要因素。
本文旨在探究温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响。
实验设计采用单因素实验，考虑温度和碱预处理浓度两个因素对厌氧发酵产气率，挥发性脂肪酸(VFA)含量以及沼气组分三个指标进行分析。
实验中采用常温(25℃)、35℃和45℃，以及0.5%、1.0%和1.5%三种不同浓度的NaOH 处理玉米秸秆。
实验过程中，对pH和温度进行监控和调整，并定期测定挥发性脂肪酸含量和沼气组分。
实验结果表明，温度和碱预处理联合作用可提高玉米秸秆的厌氧发酵产气率。
在1.0% NaOH浓度处理时，在35℃的条件下，产气率最高，达到0.512 L/g VS。
而在常温条件下，不同浓度的NaOH处理产气率差异不显著。
此外，随着处理浓度的增加，产气率先增加后减少，最高值出现在1.0% NaOH处理下。
对于挥发性脂肪酸含量方面，温度对其有显著影响。
在常温下，未处理的玉米秸秆挥发性脂肪酸含量最高，为2.09 g/L。
随着温度的升高，挥发性脂肪酸含量逐渐降低。
而处理浓度对挥发性脂肪酸含量的影响不显著。
沼气组分分析结果表明，不同温度下沼气的甲烷含量差异明显。
在常温下，甲烷含量最高，为53.29%。
随着温度的升高，甲烷含量逐渐降低。
而处理浓度对沼气组分的影响不显著。
碱预抽提对麦草秸秆化学组分影响的研究
—
饲料、 造纸 、 建 筑等行业， 每 年约２ 亿ｔ 被就地 焚烧 ，
造成了巨大 的资源浪 费和严重的环境 污染…。 利 用 资源 丰富 、 可 再 生 的木 质纤 维 原料 ， 通 过 碱 抽 提把 其 中的高 聚糖 转 化成 为各种 单 糖 ， 进而 发 酵 、 浓 缩成 燃 料 乙
Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ， Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ２ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｃ ａ ｎ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｙ ｔ ｈｅ ａ ｂｏ ｖ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｎ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｗｈ ｅ ａ ｔ ｓ ｔ ｒ ａ ｗ； ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎｅ ｎ ｔ
摘 要： 利用碱抽提工艺对麦草秸秆进行了 预处理 ， 通过正 交实验研 究了 各 因素对麦草秸秆化学组分的影响次序和最佳
反应条件； 分析了 不同用碱 量对麦草秸秆碱预抽提 效果的影
我 卜 ７ 国 ｆ Ｌ 的 多 天 吨 然 ， 纤 麦 维 草 素 秸 原 秆 料 占 极 其 为 ２ １ 丰 ％ 富 ， 其 ， 每 中 年 仅 农 一 业 部 秸 分 秆 被 就 用 达 作
鸡粪与NaOH预处理麦秸联合厌氧发酵产气性能与协同效果研究_高健
定时读取产气体积； 用气相色谱法测定气体中
锥形瓶作为反应发酵瓶，放置于（35±1） ℃恒 温振荡箱中，其转速为 120 r/min。
CH4 和 CO2 的含量。 2 结果与讨论
2.1 日产气量
不同负荷下不同比例的两种物料联合厌氧
消化日产气量具有相似的趋势。 在整个厌氧发酵
产沼气过程中均出现了 3~4 个产气高峰 （图 2）。
表 1 原料的基本性质
Table 1 The basic characteristics of raw materials
%
项目
TS
VS
含水率
灰分
C
N
H
S
鸡粪
27.8
14.6
72.2
13.3
30.7
1.7
4.4
0.5
麦秸
94.3
82.7
5.7
10.8
41.1
0.7
5.3
0.2
接种泥 10.9
6.6
89.0
验发酵45 d， 分 别 对 鸡 粪 与 麦 秸 的 干 物 质 比 为
中的 CO2 含量在 50%~80%，且含有 1%~5%的 H2 和 N2。 测定 pH 值为 6~6.4，这说明反应体系的厌 氧消化进入了酸化阶段。 在低负荷反应体系中， 经过自身的调节能力，产气量稳步回升，甲烷含 量持续上升，二氧化碳含量逐渐下降。 经测定 pH
第 30 卷 第 7 期 2012 年 7 月
可再生能源
Renewable Energy Resources
Vol.30 No.7 Jul. 2012
鸡 粪 与 NaOH 预 处 理 麦 秸 联 合 厌 氧 发 酵 产气性能与协同效果研究
秸秆的碱化处理技术
秸秆的碱化处理技术秸秆的碱化处理技术1秸秆的碱化处理通常是指用氢氧化钠、氢氧化钙和过氧化氢等碱性物质进行处理的技术，而用氨水和尿素等去处理秸秆则列入氨化处理秸秆范围。
一、碱化处理用碱处理秸秆主要是提高消化率，从处理效果和实用性看，目前在生产实践中用得较多的有氢氧化钠处理和石灰水处理两种。
（1）氢氧化钠处理用氢氧化钠处理秸秆又可分为碱化的湿法处理和碱的干法处理两种。
1、碱的湿法处理①用氢氧化钠进行湿法处理。
先配制1.5%氢氧化钠溶液，再用相当于秸秆10倍量的氢氧化钠溶液在室温下浸泡秸秆3天，多余的碱用水冲洗掉，最后用经处理后的秸秆喂畜。
据报道，用这种方法处理的黑麦秸，其有机物消化率由45.7%提高到71.2%。
这种处理方法的优点是能维持饲草原有结构，有机物质损失较少。
经此法处理的秸秆，纤维素成分全部保存，干物质大约只损失20%。
它能提高消化率；有芳香味，适口性好；设备简单，花费较低。
但是，用这种方法处理秸秆，在用水冲洗过程中，将有25—30%的木质素、8—15%的戊聚糖物质损失掉。
而且用大量的水冲洗，也易造成环境污染。
所以这种方法没有得到广泛的应用。
②轮流喷洒法。
方法是用1.5%的氢氧化钠溶液轮流喷洒秸秆，喷洒碱液后，不用水冲洗，而用磷酸中和。
中和溶液中可以加入适当的微量元素，尿素，糖蜜和维生素物质。
用此法处理，有机物质消化率可以提高到66%。
③浸泡法方法是将秸秆放在1.5%氢氧化钠溶液中浸泡0.5—1小时，再晾干0.5—2小时，随之在10℃左右的气温下堆放成熟3—6天，最后用经堆放的秸秆喂畜。
进行第二批浸泡时要添水，并按每千克秸秆加60克氢氧化钠，以保持氢氧化钠溶液的1.5%的浓度。
据报道；经此法处理的秸秆，有机物质消化率可以提高20—25%。
如果在浸泡液中加入3—5%的尿素，则处理效果会更好。
用氢氧化钠处理秸秆，秸秆的消化率与氢氧化钠数量有关，试验证明，只有当每100千克的秸秆用6千克以上的氢氧化钠处理时，秸秆的消化率才显著提高，当氢氧化钠达12千克时，效果最好，当然成本也更高。
NaOH预处理小麦秸秆对纤维素酶水解的影响
NaOH预处理小麦秸秆对纤维素酶水解的影响摘要：以小麦秸秆为底物，对不同NaOH预处理条件下小麦秸秆的纤维素酶水解效率进行了研究，考察因子包括NaOH质量分数、小麦秸秆固体含量、预处理时间，同时利用扫描电子显微镜（SEM）分析了酶水解过程中小麦秸秆的结构变化。
结果表明，在NaOH质量分数为1.00%、小麦秸秆固体含量为0.050 g/mL、预处理时间为60 min时，小麦秸秆的糖化效率最高，总还原糖的产率达到86.61%，较未处理时产率提升74.60个百分点。
利用最佳预处理条件下的小麦秸秆进行同步糖化发酵，其乙醇产率达到71.70%，较未处理时产率提升49.30个百分点。
关键词：小麦秸秆；糖化发酵；NaOH预处理第二代生物质乙醇是利用不同的原料如木材、农业或者森林废弃物来生产，纤维素乙醇作为一种重要的可再生能源，具有能够支撑全球能源消耗20%～100%的潜力。
在纤维素乙醇的生产过程中非常重要的一步就是将半纤维素和纤维素水解为单糖，目前最具发展前景的水解方法为纤维素酶水解。
为了使纤维素酶能够与纤维素有效接触，需要在水解之前对木质纤维素材料进行预处理，解除木质素、半纤维素等对纤维素的保护作用，同时破坏纤维素的结晶结构，增加其比表面积[1]，从而提高纤维素的水解糖化效率。
NaOH溶液的润涨处理是发现最早、应用最广的预处理手段之一，其处理温度和压力都低于其他预处理手段[2]。
NaOH预处理打开了交联木质素和木聚糖的酯键，能够部分溶解原料中的木质素、半纤维素，降低纤维素的结晶度，同时增大了木质素材料的比表面积，能够得到较高的酶解糖化率，是一种较为有效的预处理方法[3]。
本试验使用NaOH溶液对小麦秸秆进行预处理，分别研究了NaOH质量分数、小麦秸秆固体含量、预处理时间等因素对小麦秸秆纤维素酶水解过程的影响，得到了最佳的NaOH预处理条件，之后对经最佳条件预处理后的小麦秸秆进行了同步糖化发酵试验，并在电子显微镜下观察了预处理前后的秸秆结构变化，进一步明确了NaOH预处理的效果。
温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响
温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响温和湿热条件下玉米秸秆的碱预处理会对其厌氧发酵过程产生一定的影响。
本文将从玉米秸秆的结构特性、碱预处理的方式和影响因素等方面进行探讨。
玉米秸秆作为常见的农业废弃物资源，具有丰富的碳源和纤维素含量，是一种理想的生物质能源材料。
由于其碎解难度大、纤维素难以降解等问题，玉米秸秆的直接利用效率较低。
对其进行预处理，提高其可降解性，将对玉米秸秆的厌氧发酵过程产生重要影响。
碱预处理可以改变玉米秸秆内部的结构特性。
研究表明，碱预处理能够破坏玉米秸秆中的细胞壁结构，使纤维素和半纤维素暴露于外部，提高可降解性。
碱预处理还能够使玉米秸秆的木质素含量降低，从而减少抑制因子的产生，有利于产酸菌的生长和发酵过程。
碱预处理的方式和条件对玉米秸秆的厌氧发酵影响较大。
常用的碱预处理方法包括碱液浸泡和热压处理。
碱液浸泡能够将玉米秸秆中的纤维素和半纤维素溶解为可降解的糖类，提高发酵的可利用性。
热压处理则能够通过高温和压力将纤维素结构改变，增加其可降解性。
选择适当的碱预处理条件，如浸泡时间、碱液浓度和温度等，也会对发酵过程产生影响。
玉米秸秆本身的特性也会影响碱预处理对其厌氧发酵的效果。
研究表明，玉米秸秆的酸洗率和木质素含量等特性会影响碱预处理的效果。
较高的酸洗率和木质素含量会降低玉米秸秆的可降解性，需要使用较高浓度的碱液才能有效降解。
玉米秸秆的不同部位对碱预处理的响应也不同，其中茎秆部位较难降解，需要更多的预处理工艺。
温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆的厌氧发酵过程具有重要影响。
通过改变玉米秸秆的结构特性、选择不同的预处理方式和条件，并考虑玉米秸秆本身的特性，可以提高玉米秸秆的可降解性，促进其厌氧发酵过程的高效进行。
这将对玉米秸秆的资源化利用和生物能源的开发具有重要意义。
不同NaOH预处理浓度和预处理时间对麦秆常温厌氧发酵效率的影响
不同NaOH预处理浓度和预处理时间对麦秆常温厌氧发酵效率的影响张鸣;李昂;李雪;米璇【期刊名称】《安全与环境学报》【年(卷),期】2024(24)1【摘要】在确保NaOH对小麦秸秆预处理效果的前提下,通过适当延长预处理时间可减少NaOH用量,进而降低二次污染风险,为小麦秸秆的户用沼气生产提供理论依据。
采用自行设计的厌氧发酵装置,研究不同NaOH预处理质量分数和预处理时间对小麦秸秆常温(20℃)厌氧发酵效率的影响。
结果显示,在小麦秸秆常温厌氧发酵时,NaOH质量分数为3%时的预处理效果优于质量分数为0和6%的预处理效果;在预处理7~28 d时,纤维素、半纤维素和木质素的脱除率分别为3.66%~8.07%、43.08%~46.43%和47.88%~51.44%;发酵时的初始pH值为8.36~8.47,108~113 d发酵基本完成,累积产甲烷1 565.80~1 833.16 mL,干物质累积产甲烷体积为97.86~114.57 mL/g,产甲烷速率为13.86~16.97 mL/d,甲烷体积分数为50%~58%的持续时间为57~72 d。
通过响应面模型试验得到最优预处理条件为:NaOH质量分数为4.36%,预处理时间为12.44 d。
该条件下干物质甲烷产量的实测值为113.76 mL/g,与预测值接近,相对误差小于5%,表明模型有效。
综合判断,在小麦秸秆常温(20℃)厌氧发酵时,利用质量分数为4.36%(以秸秆干重计)的NaOH对秸秆进行预处理切实可行。
【总页数】9页(P271-279)【作者】张鸣;李昂;李雪;米璇【作者单位】兰州城市学院城市环境学院【正文语种】中文【中图分类】X712【相关文献】1.不同浓度NaOH预处理对稻秸水解液中抑制物组分的影响2.不同时间NaOH预处理对玉米秸秆中温厌氧发酵的影响3.不同浓度磷酸预处理对秸秆厌氧发酵的影响4.不同温度下NaOH-绿氧联合预处理对麦秆厌氧发酵的影响5.NaOH预处理对小麦秸秆中温厌氧发酵效率的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
酸碱预处理对水稻秸秆厌氧消化中重金属释放的影响
摘 要： 为探究含重金属秸秆类生物质厌氧消化的可行性，以酸碱预处理后水稻秸秆为消化底物，探究其厌氧消化特性及重金属
释放规律。 研究结果表明，经 ６％ＮａＯＨ 预处理的水稻秸秆厌氧消化沼气产量达 ４４６．３ ｍＬ ／ ｇＶＳ ，秸秆中 Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｕ 和 Ｚｎ 的释放率分 别达到 ９６．０８％、８９．５５％、８６．９５％和 ９２．８２％；经 ３％Ｈ２ ＳＯ４ 预处理的水稻秸秆沼气产量为 ３９６．９ｕ 和 Ｚｎ 释放率均低于 ８０．００％。 碱预处理降解秸秆中木质素，酸预处理降解半纤维素，厌氧消化降解利用木质纤维素等过
第 ３９ 卷第 ２ 期 ２０１９ 年 ０４ 月
矿 冶 工 程
ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．３９ №２ Ａｐｒｉｌ ２０１９
酸碱预处理对水稻秸秆厌氧消化中重金属释放的影响①
辛立庆， 郭朝晖， 肖细元， 彭 驰， 徐文轩， 彭 丽， 余东萍
（ 中南大学 冶金与环境学院，湖南 长沙 ４１００８３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ⁃ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ， ａｆｔｅｒ ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ＮａＯＨ ｏｒ Ｈ２ＳＯ４ ｓｏｌｕｔｉｏｎ， ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ａｓ ａ ｄｉｇｅｓｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｒｅｌｅａｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｂｙ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ， ａｆｔｅｒ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ６％ ＮａＯＨ， ｔｈｅ ｂｉｏｇａｓ ｙｉｅｌｄ ｆｒｏｍ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｒｅａｃｈｅｄ ４４６．３ ｍＬ ／ ｇＶＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｃｄ， Ｐｂ， Ｃｕ ａｎｄ Ｚｎ ｗｅｒｅ ９６．０８％， ８９．５５％， ８６．９５％ ａｎｄ ９２．８２％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ３％ Ｈ２ＳＯ４， ｔｈｅ ｂｉｏｇａｓ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｗａｓ ３９６．９ ｍＬ ／ ｇＶＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ ｏｆ Ｃｄ ｆｒｏｍ ｓｔｒａｗ ｗａｓ ９３．９６％， ｗｈｉｌｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｐｂ， Ｃｕ ａｎｄ Ｚｎ ｗｅｒｅ ａｌｌ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ８０．００％． Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｇｎｉｎ ａｎｄ ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒａｗ ｂｙ ａｌｋａｌｉ ａｎｄ ａｃｉｄ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｐｌｕｓ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｂｙ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｆｒｏｍ ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｗｉｔｈ ＮａＯＨ， ｃａｎ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｂｉｏｇａｓ ａｎｄ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｂｙ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ， ｔｈｕｓ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｓａｆｅ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ⁃ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｂｉｏｍａｓｓ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ； ａｌｋａｌｉ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ａｃｉｄ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ； ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ； ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ； ｂｉｏｇａｓ