碱预处理促进椰衣纤维厌氧消化产气研究
2021-11-13魏宝程王立功刘广青
北京化工大学学报(自然科学版) 2021年5期
关键词:产量
魏宝程 王立功 王 珏 刘广青* 陈 畅*
(1.北京化工大学 化学工程学院, 北京 100029;2.中国交通建设集团股份有限公司 第三公路工程局有限公司, 北京 100010)
引 言
椰子是一种深受大众欢迎的热带作物,我国每年产量约2.5亿个。椰子在加工过程中会产生大量的椰衣废弃物[1-2],而目前椰衣大多被直接丢弃,造成了严重的资源浪费和环境污染,因此寻找合适的椰衣处理方法成为亟待解决的问题。
椰衣含有丰富的可降解有机物[3],利用厌氧消化处理椰衣不但可以生产清洁能源和有机肥料,还可以缓解环境污染,兼顾经济效益和环境效益。然而,椰衣中复杂致密的木质纤维结构带来了消化启动缓慢、发酵周期长、生物降解率低、产气量低等问题,限制了椰衣生物质的高效转化利用和沼气的规模化发展[1]。纤维素和半纤维素的高效转化是提高椰衣生物质产气效率的核心,而如何利用预处理技术破除其致密结构和降低木质素阻滞是其中的关键环节。
常见的预处理方法主要分为物理法、化学法和生物法3种方式。物理预处理尽管可以提高产气量,但能耗较高,且在应用过程中很难实现装备的大型化,成本居高不下[4]。生物预处理能耗较低,有利于后续的酶解,但预处理周期较长。相较之下,化学预处理的效果良好,常用试剂包括酸、碱、氧化剂、尿素等。其中碱常被用于木质纤维素的预处理,如NaOH、KOH、Ca(OH)2和碱性过氧化氢(AHP),它们可有效破坏木质素与其他化合物之间的结合,去除木质素,使得微生物更易接触纤维素和半纤维素,显著提高后续的产气量。……
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