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畜禽粪便是一种很好的生物质资源,宋立等以鸭粪、羊粪和兔粪为发酵原料,在不同温度条件下进行了厌氧消化试验,35℃±1℃时各原料产气率分别为:羊粪273mL•g-1TS,鸭粪441mL•g-1TS,兔粪210mL•g-1TS。杨斌等对虎粪的单独发酵以及虎粪和象粪的混合发酵(质量配比为3∶5)进行了对比实验研究发现:在虎粪的单独发酵过程中,料液发生“氨中毒”现象,沼气发酵被抑止;虎粪和象粪混合发酵的产气率为206mL•g-1TS。因此,虎粪和象粪的混合发酵能有效解决虎粪单独发酵易发生的“氨中毒”问题。畜禽粪便的厌氧发酵,一方面,解决了其对环境污染问题;另一方面,实现了其的资源化应用。
3强化生物质厌氧发酵的方法
将含有大量纤维素和木质素等难降解成分的物质(秸秆和能源作物等)直接厌氧发酵的效果并不理想,但对富含此类成分的原料经预处理后再发酵,或将几种原料在一起混合发酵可以改善发酵效果。同样采用催化剂也可以获得较好的产气效果。强化生物质厌氧发酵是目前生物质厌氧发酵研究的热点。预处理的目的在于破坏原料的结构,提高其降解率。常用预处理方法包含物理预处理、化学预处理以及生物预处理。物理预处理法是利用热能、机械能、电磁辐射能等作用于难降解的生物质,破坏其细胞壁,释放胞内物质,降低难降解生物质的利用难度。物理预处理主要包括热预处理、微波预处理和超声波预处理等。热预处理可破坏生物质的细胞壁,将胞内有机物释放,使不溶性有机物转化为溶解性有机物,大大缩短水解时间,提高产沼气效能。Ariunbaatar等在80℃对食品废弃物热处理1.5h后,再进行厌氧发酵,其产气量为647.5±10.6mLCH4•g-1VS,与未处理相比,甲烷含量提高了52%。微波预处理破坏生物质细胞壁有两种机制:微波引起分子振荡,导致生物质温度升高,从而引发热效应;微波产生的交变电场使细胞壁中大分子的氢键断裂,从而破坏细胞壁结构。冯磊等用不同的微波强度处理秸秆后进行厌氧消化,发现微波处理明显促进了秸秆厌氧消化,经预处理秸秆的平均日产气量由未被预处理的6.21mL•g-1VS上升到8.16mL•g-1VS,提高了31.33%;甲烷浓度平均浓度由原来的50%提高至62%。李连华等研究了微波照射对能源草厌氧发酵性能的影响,获得了345.16mg•g-1TS的产气量。超声波的作用是利用超声低频时的空穴效应和高频时的化学效应。
4 结语
我国有着大量的生物质能源原料,如果能充分应用的话则可以有效的推动资源应用进展,获得更好的发展,文章分析了在这一过程中应用厌氧发酵的措施,实现了综合化的利用过程
参考文献:
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