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小麦秸秆高浓度厌氧梯度预发酵的中试研究
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作者 陈若曦 何会班 +4 位作者 赵业华 宋晓乐 刘松 袁旭峰 崔宗均 《中国沼气》 CAS 2024年第5期13-22,共10页
针对现有主流秸秆沼气工程中秸秆原料疏水性强,浮渣结壳严重而运行稳定性差,产气效率低,以及传统“水解酸化”技术碳损失严重等问题,采用高浓度厌氧梯度反应器,以小麦干秸秆为原料在中试规模下(112 m^(3))探讨了短时间的厌氧预发酵对小... 针对现有主流秸秆沼气工程中秸秆原料疏水性强,浮渣结壳严重而运行稳定性差,产气效率低,以及传统“水解酸化”技术碳损失严重等问题,采用高浓度厌氧梯度反应器,以小麦干秸秆为原料在中试规模下(112 m^(3))探讨了短时间的厌氧预发酵对小麦干秸秆的浸水及甲烷回收发酵效果,以期获得秸秆前处理技术的突破。结果表明,随着水力停留时间从20天缩短到5天,虽然日产气量、甲烷浓度逐渐下降,有机酸有所积累,但5天停留时间下,仍能获得1.73 m^(3)·m^(-3)d^(-1)的容积产气率和39.2%的甲烷含量,有效减少了原料碳素损失;在反应器内仅需2.5 d的发酵达到了静止下96 h的吸水效果,秸秆能够完全吸水沉降。随着物料停留时间的缩短,反应器内有机酸含量增加,其浓度依次为丁酸含量(6600~18381 mg·L^(-1)),乙酸(516~4002 mg·L^(-1))、丙酸(196~1213 mg·L^(-1)),但pH值仍保持7以上。16S高通量测序结果表明,Firmicutes和Bacteroidetes是反应器内水解优势菌,Methanosarcina和Methanobacterium是两个优势甲烷菌属。随着水解加深,Methanosarcina的丰度相对下降,Methanobacterium的丰度相对上升,而总甲烷菌数量下降,导致甲烷产量略有减少。综合产酸、产气能力及秸秆沉降特性,表明本研究采用的高浓度厌氧梯度发酵秸秆吸水效果和甲烷回收效果显著,在秸秆沼气工程中具有良好应用潜力。 展开更多
关键词 秸秆沼气 梯度厌氧发酵 秸秆吸水沉降 预发酵产气 中试研究
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