CaCO3预处理提高水稻秸秆厌氧消化产沼气的性能(2)

菜单

表1 试验材料的理化性质（%）

TS VS 木质素灰分半纤维素纤维素

水稻秸秆 92.9 81.4 12.5 10.1 21.3 38.3

牛粪 87.4 56.8 - - - -

接种沼液 7.29 4.12 - - - -

2.2 试验装置

本试验装置为淮阴师范学院生物质能与酶技术重点试验室自行设计的室内厌氧发酵产沼气的试验装置。主要由温控仪（WMZK-01型、10～100 ℃的温控范围）、传感器、地热线（800 W的额定功率）、发酵瓶、恒温水箱、集水瓶、集气瓶等组成（如图1）。不同的器材之间都是通过橡皮塞以及乳胶管链接起来的，在接口处都加了凡士林进行密封以防漏气。恒温水箱都是在水箱的底部均匀的放置了地热线，互不交叉，间隔为10 cm左右，同时有水泵使水进行流动，保证恒温水箱内的温度得以很好的控制。发酵瓶是2 L的普通玻璃瓶，集气瓶是2 L的锥形瓶。发酵瓶的橡皮塞留有取样和气体采样的接口，每天对发酵瓶内的沼液进行pH和发酵瓶厌氧发酵产生的气体组分含量的测量。

厌氧发酵装置组成

图1 厌氧发酵装置组成

2.3 试验设计

整个试验可分成预处理以及厌氧发酵产沼气这两个部分，且进行在同一装置上。预处理阶段就在常温下进行厌氧发酵就可以了，发酵罐用橡皮塞盖好，平口抹上一定的凡士林。厌氧发酵产沼气的温控在35℃左右。发酵瓶放在恒温的水箱中，水箱的温度由温控仪、传感器和加热管进行控制，以保证水箱内温度的不变。

试验设4个质量百分数处理水平：分别为2%、4%、6%、8%（CaCO3的质量占原料质量的百分比），在设置一个空白的参比组（不加预处理试剂）。以上所有处理样品均放置于20℃恒温培养箱中，7 d后装入发酵罐中然后发酵，水稻秸秆与牛粪一比一配比，干物质各取60 g，加接种沼液定容到2 L装罐。在中温（35±1℃）条件下完成发酵。

2.4 测定项目与方法源'自:优尔`!论~文'网www.youerw.com

总固体质量百分数（TS）：烘干法（电热恒温鼓风干燥箱中105℃下烘4～6 h）；VS 测定：烘干法（马弗炉中550℃下烘1 h）；含水率：烘干法（电热恒温鼓风干燥箱中105℃下烘4～6 h）；pH值：用pH 计（上海雷磁，PHS-3C）进行测定；产气量：采用集气排水法进行气体的收集，用量筒按时测量排水量并记录；气体成分：采用气体分析仪（英国Geotechnical Instruments公司，Geotech GEM5000）测定；灰分测定按 GB/T 2677.3–1993；碱不溶木素测定按 GB/T 2677.8–1994；聚戊糖测定按 GB/T 2677.9–1994；纤维素采用硝酸乙醇法进行测定。

3 结果与分析

3.1 预处理对水稻秸秆主要成分的影响

由表2可看出，预处理前的水稻秸秆中木质素的含量最低，纤维素的含量最高。在CaCO3处理后，水稻秸秆中木质素的含量和纤维素的含量都有所下降，其中在6%的时候半纤维素的含量比预处理前的含量高，在2%、4%、8%的时候半纤维素的含量都是比预处理前的含量低，在6%的时候纤维素的含量最低，此时半纤维素的含量最高，在8%的时候木质素的含量最低。