水热预处理强化牛粪厌氧消化及其机理

摘要：

为解决禽畜废物在厌氧条件下产甲烷性差的问题,采用水热法预处理+中温厌氧消化改良法考察了水热法预处理强化牛粪厌氧消化性能的效果,并进一步通过分析预处理前后牛粪化学组分、元素组成和化学结构变化以探究其强化机制.结果表明:一定强度的水热预处理能提高牛粪的厌氧产甲烷性能,过高的预处理强度(R0)反而抑制了产甲烷率.在水热预处理温度为70℃、时间为4320 min时(R0为3.27),牛粪获得最大甲烷产量(以VS计)176.36 mL∕g,比未预处理组(145.76 mL∕g)提高了21.00％,乙酸浓度提高了65.69％,木质素去除率达到11.50％,可知有机组分的降解和木质素的移除是牛粪厌氧产甲烷性能提高的主要原因.元素分析发现,预处理后牛粪O∕C〔w(O)∕w(C)〕得到提高,表示糖类化合物增多;同时红外光谱分析结果显示,R0过大时,木质素中芳环骨架的C?C作用会增强,类木质素物质增多,导致牛粪产甲烷性能降低.研究显示,水热预处理能够有效增强畜禽废物的降解能力,促进牛粪产甲烷性能的提升.

关键词：水热预处理;禽畜废物;厌氧消化;类木质素;甲烷产量

所属期刊栏目：34

分类号：X713(农业废物处理与综合利用)

资助基金：国家重点研发计划项目No.2016YFD0501402

在线出版日期：2021-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2256-2263