玉米秸秆水解残渣厌氧消化的产气性能

不同杂粮作物秸秆厌氧发酵产气特性研究李家威;赵一全;王海鹏;高亚梅;晏磊;梅自力;王伟东【摘要】秸秆的开发与利用对于污染治理和资源循环利用意义重大,其中关于杂粮作物秸秆沼气发酵潜力的研究却鲜有报道.该研究采用批次试验,发酵体积700 mL,总TS为8％,中温(35℃±1℃)条件下探究了玉米、水稻、大豆、谷子、糜子和绿豆6种秸秆厌氧发酵产气特性.结果表明:发酵进行到11d时,秸秆TS产气率从大到小依次为绿豆131.0 mL·g-1,玉米126.8 mL·g-1,糜子117.5 mL·g-1,谷子114.1 mL·g-1,水稻105.3 mL·g-1和大豆84.0mL·g-1.绿豆秸秆甲烷含量最高可达60.2％,其次分别为糜子秸秆53.5％,玉米秸秆52.8％,谷子秸秆50.0％,水稻秸秆49.7％和大豆秸秆48.4％.绿豆秸秆的总有机碳和总氮的减重率最大,分别为43.25％和21.77％.绿豆秸秆的纤维素、半纤维素和木质素的降解率最大,分别为15.43％,9.86％和7.24％.各秸秆发酵液C/N分别为玉米29.04,水稻36.58,大豆48.69,谷子35.90,糜子30.54和绿豆23.31.6种秸秆的累积产气量与其总氮减重率,纤维素和半纤维素降解率,C/N显著相关.该研究为不同种类秸秆,尤其是杂粮作物秸秆厌氧发酵提供了一定的数据支撑.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】7页(P47-53)【关键词】秸秆;杂粮;沼气发酵;甲烷产量;木质纤维素【作者】李家威;赵一全;王海鹏;高亚梅;晏磊;梅自力;王伟东【作者单位】黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室,黑龙江省秸秆资源化利用工程中心,黑龙江大庆163319;黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室,黑龙江省秸秆资源化利用工程中心,黑龙江大庆163319;黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室,黑龙江省秸秆资源化利用工程中心,黑龙江大庆163319;黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室,黑龙江省秸秆资源化利用工程中心,黑龙江大庆163319;黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室,黑龙江省秸秆资源化利用工程中心,黑龙江大庆163319;农业部沼气科学研究所,四川成都610041;黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室,黑龙江省秸秆资源化利用工程中心,黑龙江大庆163319【正文语种】中文【中图分类】S216.4;X712中国粮食年产量平均为6亿吨[1]，随着农业生产的发展，农作物秸秆资源连年增长，2015年达到9亿吨，未被资源化利用的秸秆量约有1.8亿吨[2]，其中大部分秸秆被焚烧，加重了空气污染。

干物质浓度对玉米秸秆厌氧产气影响的研究
玉米秸秆是一种常见的农业废弃物，可以通过厌氧发酵产生可再生能源－沼气。

在沼
气生产过程中，干物质浓度对玉米秸秆的降解和厌氧产气的影响具有重要意义。

本文研究
了干物质浓度对玉米秸秆厌氧产气水平的影响，并分析了产气的时间和产气速率。

实验过程中，使用不同干物质浓度的玉米秸秆样品进行厌氧发酵实验。

实验分为不同
浓度的玉米秸秆组，每组设置3个平行试验。

在实验过程中，记录产气的时间和产气速率，并测定发酵液的总挥发性脂肪酸（TVFA）浓度。

实验结果表明，随着干物质浓度的增加，玉米秸秆的降解速率显著提高。

在实验的早期，产气速率随干物质浓度的增加而增加，但随着实验的进行逐渐趋于稳定。

在较高的干
物质浓度下，产气速率可以达到较高水平，但需要较长的时间来达到最大值。

干物质浓度
还会影响发酵液的TVFA浓度。

较高的干物质浓度会导致较高的TVFA浓度，可能对发酵的
稳定性产生不良影响。

综合实验结果可得出结论：干物质浓度对玉米秸秆的降解和产气速率有显著影响。

较
高的干物质浓度可以提高玉米秸秆的降解速率和产气速率。

高干物质浓度下的发酵过程可
能不够稳定，需要额外的调节措施进行控制。

在使用玉米秸秆生产沼气时，干物质浓度的
选择需要综合考虑降解速率和稳定性的要求。

干物质浓度对玉米秸秆厌氧产气影响的研究
本文对玉米秸秆厌氧发酵进行了实验研究，主要考察了不同干物质浓度以及其对产气量、产气率、沼气成分、反应速率和反应机理等的影响。

实验结果表明，干物质浓度对玉米秸秆厌氧产气存在显著影响。

首先，干物质浓度对玉米秸秆厌氧产气量存在巨大差异。

随着干物质浓度的增加，产气量逐渐增加，呈现出一定的增长趋势，但同时，由于降解速度也随之降低，产气量并未呈现出完全正的线性关系。

因此，在实际操作中，需要根据情况选择合适的干物质浓度进行处理。

在实验中，经过测算，当玉米秸秆的干物质浓度为11％时，产气量达到最大值，为654.23 ml/gCOD。

此外，干物质浓度还会对厌氧发酵产生沼气的成分产生显著影响。

实验中，当产气时间达到20天时，可以发现厌氧发酵产生的沼气主要由甲烷和二氧化碳组成，其中甲烷的含量随着干物质浓度的升高而有所提高，而二氧化碳的含量则随之降低。

当干物质浓度为11%时，甲烷含量最高，达到了62.13%，而二氧化碳的含量仅为12.21%。

总的来说，干物质浓度对玉米秸秆厌氧产气有着较大的影响。

理论上，产气量和反应速率的折衷使得干物质浓度为7%—8%时最佳。

但在实验过程中，需要考虑到诸多因素的影响，如温度、pH值等，所以选择干物质浓度需根据实际情况进行优化。

未来的研究可以进一步探究玉米秸秆厌氧发酵过程及其机理，为生物质资源的有效利用提供更加可靠的依据。

第34卷第16期农业工程学报V ol.34 No.16184 2018年8月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2018 复合微生物预处理玉米秸秆提高其厌氧消化产甲烷性能黄开明，赵立欣※，冯晶，姚宗路，于佳动，罗娟（农业农村部规划设计研究院，农业农村部农业废弃物能源化利用重点试验室，北京 100125）摘要：为促进微生物预处理方法在提高玉米秸秆高效厌氧消化产甲烷方面的应用效果，该文研究了由黑曲霉（Aspergillus）、木霉（Trichoderma）、草酸青霉（Penicillium）和白腐真菌组成的复合微生物菌系HK-4，对玉米秸秆预处理及厌氧消化产气性能的影响。

将复合微生物菌系加入到粒径为0.7～1 cm玉米秸秆中，在28 ℃恒温条件下190 r/min 震荡培养15 d，测得纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别可达64.52%、51.06%和3.89%。

使用经HK-4处理过的玉米秸秆，用于沼气生产，发酵32 d，复合微生物菌系组共产生7364 mL气体，比未处理组提高了27.4%；预处理4 d，复合微生物处理组甲烷体积分数即可提升到40%以上，之后20 d在45%～53%之间波动，而未经HK-4处理过的玉米秸秆，甲烷体积分数在第6天才稳定到36.7%。

关键词：秸秆；沼气；甲烷；复合微生物菌系；产气潜力doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.16.024中图分类号： X712；TK6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-16-0184-06黄开明，赵立欣，冯晶，姚宗路，于佳动，罗娟. 复合微生物预处理玉米秸秆提高其厌氧消化产甲烷性能[J]. 农业工程学报，2018，34(16)：184－189. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.16.024 Huang Kaiming, Zhao Lixin, Feng Jing, Yao Zonglu, Yu Jiadong, Luo Juan. Pretreatment of corn stalk by composite microbial strain improving its methane production performance by anaerobic digestion[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(16): 184－189. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.16.024 0 引 言中国是农业大国，农作物秸秆资源丰富、种类多样。

秸秆粪便混合厌氧发酵产沼气特性【摘要】为考察玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵产沼气特性，以10L的厌氧发酵装置，并用单一玉米秸秆发酵和单一猪粪发酵作为对照，对以玉米秸秆和猪粪混合发酵进行研究。

发现玉米秸秆猪粪混合发酵可以加快玉米秸秆产气并可大幅度提高玉米秸秆产气量，试验组最高日产沼气量分别比单一玉米秸秆组、猪粪组提高47.36%和32.22%；实验组的甲烷含量与单一猪粪组相似，高于单一玉米秸秆组；各组的pH均在8.20左右。

相关性分析表明，原料中含混合发酵组的pH与日产沼气量间呈极显著性负相关（P<0.01）。

【关键词】玉米秸秆；猪粪；混合厌氧发酵；pH；沼气中国作为农业大国每年都产生多达7.2亿吨秸秆，许多被丢弃、直接焚烧；畜禽粪便年产生量也达20.1亿吨[1]，许多未经处理排放，造成了严重的环境污染问题。

利用厌氧发酵技术将有机废弃物转化为沼气，对于获取新型能源和控制农村面源污染都有积极意义。

随着经济发展，畜禽养殖已由过去的农户分散养殖过渡为集中养殖，可能造成部分户用发酵原料短缺；而秸秆存在一定季节性、降解率低、易出现漂浮分层结壳等问题，使纯秸秆发酵较难被接受[2]。

故沼气发酵原料是亟待解决的问题。

而将粪便秸秆混合发酵可以有效地弥补单一原料发酵的弊端，同时还可解决沼气原料短缺的问题。

刘战广等[3]研究了猪粪与稻秆的混合发酵，发现调节粪草比可以从原料转化速率方面提高发酵效率。

Xie等[4]研究了不同猪粪青贮饲料的配比厌氧发酵，结果表明当猪粪与青储饲料的挥发性总固体的比例为1：1时产气量最大。

有关秸秆粪便混合厌氧发酵与产气效果、发酵中pH关系的研究广受关注。

本研究采用10L厌氧发酵装置，以玉米秸秆和猪粪进行混合发酵，并以单一玉米秸秆发酵和单一猪粪发酵作为对照，研究玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵产沼气特性，为混合原料产沼气及实际工程运用提供有价值的参考。

1 材料与方法1.1 材料试验装置玉米秸秆总固体含量（Total Solids，TS）：90.8%，挥发性固体含量（V olatile Solids，VS）：79.6%。

湿贮存对玉米秸秆厌氧消化性能的影响崔宪;郭建斌;温啸宇;赵倩;董仁杰【摘要】文章以华北地区和东北地区的玉米秸杆为原料,经前期原料特性分析及沼气发酵潜力的对比研究,分别进行实验室规模和工业规模湿贮存试验,研究湿贮存对原料产气潜力的影响并通过修正Gompertz模型进行动力学分析.研究结果表明,湿贮存可明显提高玉米秸秆厌氧发酵日均产甲烷峰值和甲烷含量.两个地区的玉米秸秆的沼气累积净产量分别为mL·g-1VS和396mL·g-1,经过湿贮存60天的玉米秸杆品质较佳,沼气累积净产量分别提高7. 5％和14. 7％;在青贮壕内湿贮存365天的玉米秸秆品质明显降低,沼气累积净产量降低了23％.采用修正Gompertz方程能够较好模拟湿贮存前后玉米秸秆厌氧消化性能.因此玉米秸秆的高效湿贮存是其沼气工程高效稳定运行的前提.%In this paper, the wet-stored corn straws, collected from North China and Northeast China, were anaerobically digested and analyzed with modified Gompertz model. The results showed that the wet storage could obviously increase the daily methane production peak and methane content. The accumulation biogas yields of two areas were 395 mL·g-1 VS and 396 mL·g-1 VS respectively. Wet-storage of 60 day obtained better straw quality, the accumulation biogas yield increased by 7. 5％ and 14. 7％, respectively. The corn straw wet-stored for 365 days in silo had a significant less accumulation biogas yield, decreased by 23％. The modified Gompertz equation could simulate well the anaerobic digestion performance of com straw before and after wet storage. The appropriate wet storage is recommended for stability of biogas engineering.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2018(036)003【总页数】6页(P27-32)【关键词】玉米秸杆;湿贮存;厌氧消化;Gompertz模型【作者】崔宪;郭建斌;温啸宇;赵倩;董仁杰【作者单位】中国农业大学工学院, 农业部可再生能源清洁化利用技术重点实验室, 北京 100083;中国农业大学工学院, 农业部可再生能源清洁化利用技术重点实验室, 北京 100083;中国农业大学工学院, 农业部可再生能源清洁化利用技术重点实验室, 北京 100083;中国农业大学工学院, 农业部可再生能源清洁化利用技术重点实验室, 北京 100083;中国农业大学工学院, 农业部可再生能源清洁化利用技术重点实验室, 北京 100083【正文语种】中文【中图分类】S216.4;X705农作物秸秆是农业生产的副产物，是一种可多元化利用的可再生生物资源。

玉米秸秆氢氧化钾及蒸汽爆破耦合预处理厌氧发酵产沼气研究利用厌氧消化技术处理木质纤维素类生物质,能够产生高效、清洁的生物质能源—沼气。

但是木质纤维类原料存在着复杂的结构,导致其厌氧消化具有延迟期长和产气率低等问题。

克服木质纤维素的阻碍是利用木质纤维类生物质生产沼气的有效手段。

本课题研究了多种预处理方式以提高玉米秸秆的生物降解性能。

研究不同压力(1.2、1.5、1.8、2.1MPa)和不同维压时间(5、10、15、20、25 min)下,蒸汽爆破预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响。

结果显示,蒸汽爆破是一种高效的预处理手段,考虑到能耗和效率,将1.2MPa、10 min选择为最佳汽爆条件,累积甲烷产量为223.2 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了55.2%。

研究了20℃下不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)KOH预处理及与蒸汽爆破耦合预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响。

结果显示,KOH预处理是提高累积甲烷产量的一种优良方法,选择1.5% KOH为最佳预处理方法,累积甲烷产量为208.6 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了45.1%。

相对于未预处理秸秆,经1.5% KOH与蒸汽爆破耦合预处理,甲烷累积产量(258.8 mL/gvs)获得了80.0%的极显著提升,玉米秸秆的生物降解性为62.5%。

研究了60℃下不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)KOH预处理及与蒸汽爆破耦合预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响。

结果显示,热KOH对玉米秸秆的预处理效果优于常温KOH,选择1.5%热KOH 为最佳预处理方法,累积甲烷产量为243.1 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了56.4%;相对于20℃下的1.5% KOH预处理秸秆,提高了16.5%。

相对于未预处理秸秆,经1.5%热KOH与蒸汽爆破耦合预处理,甲烷累积产量(292.9 mL/gvs)获得了88.5%的极显著提升,玉米秸秆的生物降解性达到了70.7%。

生物预处理作物秸秆厌氧发酵产沼气研究摘要：以提高秸秆厌氧发酵产气效率为目的，以小玉米、小麦秸秆为研究对象，通过菌种筛选及厌氧发酵产气研究，考察水解效果及产气效率，得到：添加尿素和微生物的水解效果最好、厌氧发酵过程的产气效率最高、产气中甲烷含量最高；只加微生物的次之；两者均未添加的最差。

结果表明，筛选的菌种对秸秆有较好的水解能力，能得到较高的产气量和较高品质的沼气。

1引言我国农作物秸秆的年产量约为6~7亿吨，列世界之首。

随着我国农作物单产的提高。

桔秆产量也将随之增加。

但目前我国桔秆的利用率较低，大量的农作物秸秆被农民视作毫无用处的“农村垃圾”，或被丢弃在田间地头，或将其付之一炬。

秸秆资源的露天燃烧，不仅浪费了这部分资源，还导致CO2，SO2等气体的排放，污染了空气。

2秸秆生物预处理实验研究分析2.1纤维素水解微物生的筛选与培养纤维素水解微生物主要是从市场购买得来，需要得到更优化的微生物，就必须对买来的微生物进行筛选，获得高效纤维素水解微生物。

主要采用肉膏蛋白胨培养基、高氏合成一号培养基、豆芽汁培养基、察氏培养基4种培养基进行培养。

2.1.1肉膏蛋白胨培养基肉膏蛋白胨培养基的成分及各种物质的含量见表1。

肉膏蛋白胨培养基的配制关键是牛肉膏的溶解，具体的配制方法如下：（1）按培养基配方比例依次准确地称取牛肉膏、蛋白胨、氯化钠放人烧杯中。

牛肉膏常用玻棒挑取，放在小烧杯或表面皿中称量，用热水溶化后例人烧杯。

也可放在称量纸上，称量后直接放人水中，然后立即取出纸片。

在上述烧杯中可先加人少于所需要的水量，用玻棒搅匀，然后在石棉网上加热使其溶解。

（2）待溶液冷至室温时，用1mol/L NaOH溶液调pH至7.2。

（3）待药品完全溶解后，补充水分到所需的总体积。

（4）加人所需要量的琼脂，加热融化，补充失水（液体培养不用此步骤）。

（5）高压蒸汽灭菌15min。

2.1.2高低合成一号培养基高氏合成一号培养基的成分及各种物质的含量见表2。

接种比对玉米秸秆水解产酸过程VFA浓度和产气量的影响刘越;袁海荣;左晓宇;李秀金【摘要】文章以厌氧污泥为接种物研究接种比对玉米秸秆水解酸化的影响.在有机负荷为50 gTS·L-1的情况下,对底物与接种物比值(S/I)分别为2,4,6,8,10和无接种的情况下进行批式厌氧消化对比试验.结果表明:随着S/I的增加,出料VFA浓度呈先升高后降低的趋势,产气量逐渐减少;最佳S/I值为4,其出料中的pH值,VFA浓度,TS和VS去除率分别为4.9,10799.3 mg·L-1,14.9％和15.1％.适量的添加接种物对秸秆水解酸化反应具有积极影响,同时确定了秸秆水解酸化反应的最佳时间为8d.水解酸化过程中,S/I =2和4时累积产气量最高,分别为2800和1940mL;S/I=4时,H2产量较高,为722 mL.一级动力学模型可以很好地表征酸化阶段的VFA产量,S/I分别为2,4,6,8,10和无接种的条件下酸化产物生成的速率k1分别为0.34,0.27,0.29,0.34,0.39和0.52 d-1.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2019(037)003【总页数】7页(P21-27)【关键词】玉米秸秆;接种比;VFA;产气量【作者】刘越;袁海荣;左晓宇;李秀金【作者单位】北京化工大学环境科学与工程系,北京100029;北京化工大学环境科学与工程系,北京100029;北京化工大学环境科学与工程系,北京100029;北京化工大学环境科学与工程系,北京100029【正文语种】中文【中图分类】S216.4;X712中国是农业大国，每年作物秸秆产生量约为10.4亿吨，其中玉米是主要的种植作物。

据2017年中国统计年鉴统计，中国2016年玉米秸秆产量约为2.20亿吨[1]。

目前，对玉米秸秆的主要处置方法是堆放、焚烧等方式，造成了严重的环境污染。

利用厌氧消化技术处理玉米秸秆，不仅可以解决环境问题，还可得到清洁的沼气能源 [2-3]。

不同接种量对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响摘要以玉米秸秆为发酵原料，在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵产沼气试验，通过改变接种物的不同比例，在35 ℃的条件下研究玉米秸秆厌氧发酵产气效果，试验结果表明：接种物与玉米秸秆的比例为1∶10时产气效果最佳。

关键词接种量；玉米秸秆；厌氧发酵；产气率；影响由于农村养殖户的不断减少，以粪便为主的发酵原料出现了短缺，因此以秸秆为发酵原料的沼气是目前发展的主要方向，但秸秆沼气需经过预处理，不同的接种量对秸秆的产气量有着很大的影响[1-6]。

本文通过对玉米秸秆不同接种量的试验研究，寻找合适的接种量，以提高秸秆的产气率和产气量。

1 材料与方法1.1 试验材料供试玉米秸秆取自吉林省农业科学院农场，经粉碎机粉碎后待用。

供试接种物为取自农村发酵3个月以上的沼气池的沼渣。

1.2 试验装置试验装置为笔者所在实验室自行设计的厌氧发酵装置，主要由水浴恒温振荡器、发酵瓶、集气瓶、集水瓶等部分组成（图1）。

水浴恒温振荡器为WHY-2型水浴恒温振荡器（江苏省金坛市金城国盛实验仪器厂），用来控制厌氧发酵的温度和振荡频率。

采用1 000 mL的透明的负压瓶作为发酵瓶，可便于观察发酵原料体积与物料状态的变化。

发酵瓶用适当大小的橡胶塞封口，在橡胶塞上钻出取样孔和输气孔。

集气瓶用1 000 mL负压瓶，同样以橡胶塞封口，其上的橡皮塞钻出进气孔和导水孔。

集水瓶为1 000 mL负压瓶。

在这些孔上插入玻璃管作为连接口，然后用Φ8 mm的硅胶管连接管路，并用凡士林密封。

1.3 试验设计试验设4个不同发酵物配比处理，分别为：秸秆150 g ，接种物900 g，接种物TS 0.86%，接种物VS 0.62%（A）；秸秆150 g，接种物1200 g，接种物TS 1.15%，接种物VS 0.83%（B）；秸秆150 g，接种物1 500 g，接种物TS 1.45%，接种物VS 1.02%（C）；以接种物1 500 g作空白对照（CK）。

玉米秸秆环保处理技术玉米秸秆是指玉米收割后所剩余的植物茎秆。

在农业生产中，玉米秸秆通常是物资损失，因此需要进行合理的处理，以减少环境污染和资源浪费。

玉米秸秆处理的目标是实现资源化利用和环境友好。

下面将介绍几种常见的玉米秸秆环保处理技术。

一、堆肥处理技术堆肥是将玉米秸秆与其他有机废弃物混合在一起进行分解处理的方法。

堆肥过程中，玉米秸秆中的有机物质被微生物分解，产生有机肥料。

这种方法的优点是操作简单，成本较低，并且可以减少废弃物的数量。

堆肥过程中会产生大量的二氧化碳和甲烷等温室气体，对环境造成一定的污染。

二、生物质燃烧技术生物质燃烧是指将玉米秸秆进行燃烧发电或供热。

这种技术利用玉米秸秆中的碳、氢和氧等元素进行燃烧，产生热能。

通过合理的热能回收技术，可以将燃烧产生的废气和废渣进行处理，减少对环境的影响。

生物质燃烧技术可以有效地利用玉米秸秆的能量，减少化石燃料的使用，但是燃烧过程中会产生一定的空气污染物，对环境造成一定的污染。

三、厌氧消化技术厌氧消化是指将玉米秸秆与其他有机物质进行混合发酵，产生沼气的过程。

厌氧消化技术可以将玉米秸秆中的有机物质转化为沼气，沼气可以用作能源或用于发电。

厌氧消化过程中产生的废渣可以作为有机肥料使用。

这种技术具有能源回收和废弃物减量的双重效果，但是操作复杂，并且需要一定的投资。

四、生物制品制备技术生物制品制备是指利用玉米秸秆中的纤维和木质素等成分进行制备生物基材料的过程。

玉米秸秆中的纤维可以用于制备纸张、纤维板、纤维素乙醇等产品，木质素可以用于制备生物燃料和高附加值的化学品。

生物制品制备技术可以实现玉米秸秆的高值利用，减少环境污染和资源浪费。

玉米秸秆的环保处理技术包括堆肥处理技术、生物质燃烧技术、厌氧消化技术和生物制品制备技术等。

这些技术在实现玉米秸秆资源化利用和减少环境污染方面起到了积极的作用。

不同的技术有各自的优缺点，需要根据具体情况选择合适的处理方法。

未来，还需要进一步研究和创新，发展更加高效、经济和环保的玉米秸秆处理技术。

184海峡科技与产业2019年第1期我国是一个农业大国，每年产生大量的农业废弃物，其中农作物秸秆总量约8亿~9亿t 。

农作物秸秆的处理主要以转化为养殖饲料和堆肥还田为主，除此之外还有一大部分未充分利用。

大量未处理的农作物秸秆被随地堆弃和任意焚烧，造成严重的空气污染和土壤污染，在秋冬季节还会引起火灾事故等生态和社会问题[1]。

以农作物秸秆为主要物料进行厌氧消化产生再生能源沼气，不仅可以利用湿法（总固体浓度大约在10%以下）进行厌氧发酵，也可以采用干法（总固体浓度为15%~35%）进行厌氧发酵[2]。

干法厌氧发酵启动性能尽管比不上湿法厌氧发酵，但是它的单位容积产气率较高，发酵过程中需水量小或不需要水，发酵结束后无大量沼液外排，发酵后的处理费用较低。

本文以玉米秸秆为发酵原料，研究同玉米秸秆干物质浓度条件下的厌氧发酵产沼气效果，同时考察发酵过程中有机负荷率与池容产气率，期望寻求合适的玉米秸秆干发酵的物料浓度，为实际沼气工程应用提供参考。

1 材料与方法1.1材料玉米秸秆取自中国农业大学烟台研究院内种植实验基地。

玉米秸秆在地里自然风干，整体呈暗黄色。

实验前，将玉米秸秆剪成小段后放入粉碎机打成3~5 mm 的颗粒，装于透明密封袋中待用。

猪粪水取自烟台市牟平区养猪场，取回后置于4 ℃冷藏室中保存。

接种物取自实验室内正常运行的沼气发酵罐的新鲜出料，该沼气发酵罐运行温度为37 ℃。

1.2试验装置厌氧发酵装置采用自制沼气发酵系统，玻璃厌氧发酵瓶有效容积为400 ml ，用橡胶塞密封，橡胶塞上留有出气口，出气口由塑料管连接集气袋，用于收集沼气。

发酵瓶置于水浴锅（HH-60），发酵过程中保持37℃±1℃恒温。

1.3试验设计采用批次实验分析高浓度玉米秸秆对产甲烷的影响，试验分为4组，原料玉米秸秆TS 浓度分别为10%、15%和20%，以及对照组。

原料和接种物加入到厌氧发酵瓶，充入氮气2 min 后，使发酵瓶内部形成厌氧环境。

专利名称：一种通过生化预处理玉米秸秆提高秸秆与粪便混合厌氧消化产气性能的方法
专利类型：发明专利
发明人：李秀金,魏域芳,袁海荣,彭翔
申请号：CN201510929220.7
申请日：20151215
公开号：CN105420282A
公开日：
20160323
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种通过生化预处理玉米秸秆提高秸秆与粪便混合厌氧消化产气性能的方法属于有机固体废弃物厌氧消化领域。

本发明包含以下步骤下：从沼液池中提取沼液，过筛网；将秸秆粉碎，与沼液混合均匀，将混合物置于密闭容器内在35℃恒温箱预处理1-3天；将所得物料与粪便混匀，接种厌氧消化污泥，调节pH，加水稀释后进行中温厌氧发酵过程。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果(1)预处理时间明显缩短5-14天；(2)厌氧发酵周期T明显缩短23.08％-43.59％；(3)甲烷产量明显提高25.72％-36.55％(4)工艺简单，成本低廉，易于操作。

申请人：北京化工大学
地址：100029 北京市朝阳区北三环东路15号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：刘萍
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