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玉米秸秆厌氧发酵法生产氢气和甲烷过程的参数优化

桂晓伟

  本文优化了玉米秸秆发酵生产氢气和甲烷的过程参数,主要研究内容如下: 1.以20g/L的蔗糖为底物,考察了七种不同天然产氢菌源的发酵产氢性能,其中经110℃烘干预处理的金水河污泥产氢效果最佳,蔗糖的累积产氢量和最大氢气浓度分别为280ml/g-底物和47.9%;利用上述菌源,以0.3%盐酸预处理的玉米秸秆为底物(20g/L),在10L反应器中,36±1℃条件下进行产氢实验,最大产氢量为64.3 ml/g-秸秆、最大产氢速率为18.8mlH2/(g·h)、最大氢气浓度为48.1%。 2.研究了酸解条件对玉米秸秆产氢性能的影响,在121℃、固液比为1:10,硫酸浓度为1.5%、水解时间为60min条件下,玉米秸秆的产氢效果最好,累积产氢量为114.7ml/g-秸秆、最大氢气浓度为45.3%。 3.在10L半连续流搅拌反应器中,优化了秸秆模拟废水发酵产氢的过程参数,在36±1℃、HRT=6 h、pH=4.5±0.2,产氢反应体系能够持续运行(403h),最大的产氢速率,最大氢气浓度和最大产氢量分别为0.316LH2/(L·h)、62.1%和379.2]ml/g-substrate。 4.从温度、初始pH、底物浓度、催腐剂用量等方面系统考察了催腐剂处理的玉米秸秆产甲烷性能,结果显示:在高温50±1℃、初始pH=8.0、催腐剂用量为0.075g/Kg-秸秆的条件下,批次实验中,底物浓度50g/L时,秸秆的产甲烷性能最好,累积甲烷产量、最大甲烷浓度、最大产甲烷速率分别为321.0ml/g-秸秆、78.2%、56.7ml/(g·d);放大实验中,底物浓度150g/L的产甲烷性能最好,累积甲烷产量、最大甲烷浓度、最大产甲烷速率分别为204.9ml/g-秸秆、79.5%、24.1ml/(g·d)。……   
[关键词]:玉米秸秆;酸水解;发酵;微生物;氢气;催腐剂;甲烷
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2011年