典型秸秆厌氧消化甲烷生产
——基于物料组成与表面特性的深入解析
2020-01-13戴晓虎陈淑娴李慧平戴翎翎
环境卫生工程 2020年6期
戴晓虎,华 煜,刘 芮,陈淑娴,李慧平,戴翎翎,蔡 辰
(同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海 200092)
译者: 华 煜;审查: 戴晓虎;单位: 同济大学环境科学与工程学院
1 研究亮点
*研究了4 种典型秸秆的特性对厌氧消化的影响;
*关键有机组分与生物甲烷产量无显著相关性(P>0.05,r=-0.36);
*矿物组成对秸秆厌氧消化过程有显著影响(P<0.05,r=0.792);
*非极性表面、空间位阻和表面形貌限制了生物转化效率。
2 背景
世界能源消耗增长迅速,化石燃料面临枯竭,因此,开发生物燃料迫在眉睫。秸秆来源广、产量高,是生物燃料的优质选择。在秸秆的能源化技术中,厌氧产甲烷技术备受关注,但秸秆固有属性对生物甲烷生产的影响机理尚不清楚,因此研究秸秆的物料组成和结构特性对厌氧消化性能的影响具有重要意义。
3 研究方法
试验所用玉米秸秆(CS)、小麦秸秆(WS)、高粱秸秆(SSS) 和水稻秸秆(RS) 采集自江苏丹阳某农场,微化预处理秸秆至粒径小于1 mm。接种污泥取自稳定运行的高活性上流式厌氧污泥反应器。采用全自动甲烷潜势测定仪开展厌氧消化试验,温度(37±1) ℃,试验周期60 d。测试分析方法包括主要成分测定、元素分析、碳流分析、分形维数计算、扫描电镜观察、红外光谱以及X 射线光电子能谱分析等。
4 主要研究结果
不同秸秆的净累积甲烷产量(NCMP) 存在显著差异(P<0.05),且产气数据与修正的Gompertz 方程拟合良好(R2>0.99)。4 种秸秆的能源价值和经济潜力不同,NCMP 与净利润排序皆为CS>WS>SSS>RS。
秸秆的组分差异显著。……
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