不同黄贮预处理对水稻秸秆干法厌氧发酵特性的影响
2021-05-25王振旗张敏沈根祥王晨钱晓雍倪远之张心良
农业环境科学学报 2021年4期
关键词:水稻
王振旗,张敏,沈根祥*,王晨,钱晓雍,倪远之,张心良
(1.上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室,上海200233;2.华东理工大学资源与环境工程学院,上海200237)
我国农作物秸秆资源丰富,占生物质资源总量的52.8%,年产量达7亿t左右,其中水稻秸秆约占1/3[1]。因收集运输成本高、市场机制不健全等原因,大部分秸秆得不到有效处置,造成了潜在的环境污染[2]。作为解决当前全球能源危机的途径之一,干法厌氧发酵技术越来越多地应用于农业废弃物处理工程[3-4]。碳氮比(C/N)是影响厌氧发酵的关键因素,未经处理的水稻秸秆C/N 在60 以上,难以在单消化过程中实现高甲烷产率[5-6],将水稻秸秆与高氮有机物进行共发酵则可有效提高甲烷产量80%以上[7-8]。大量研究表明,猪粪可作为水稻秸秆等富含碳类有机物共发酵最有效的氮源添加物之一[9-10]。但在以种植业为主的长三角水源区,畜禽粪便等高氮有机废弃物可收集量小,水稻秸秆厌氧发酵面临发酵C/N 高、产气效率低的实际问题,亟须探索经济可行的黄贮预处理方法来提高水稻秸秆干法厌氧发酵的产气效率。
水稻秸秆不仅因C/N 高而在厌氧发酵过程中的分解速度慢[11],更由于存在木质素和半纤维素共价结合包裹纤维素和纤维素的晶体结构,造成发酵启动慢、产气率低[12],通常需要采用一定的预处理来促进酶解,进而缩短发酵时间、提高产气潜力和发酵效率[13]。水稻秸秆预处理通常有物理、生物和化学3 种方式[14]。……
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