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摘 要

随着世界范围内出现能源短缺和环境污染问题的加剧，进而结合我国实际的发展与建设需求，选择一种更加符合实际需求的玉米秸秆沼气发酵外源添加物，从而实现对现阶段玉米秸秆厌氧发酵体系存在的问题进行有效改善。

本文在广泛收集总结国内外前人在厌氧发酵产沼气研究的基础上做出一定程度的猜想，设计出通过添加聚酯这种合成高分子纤维织物以达到提高玉米秸秆厌氧发酵的沼气产量，同时以是否固定化聚酯为变量的实验方案。实验结果表明加入聚酯后能够有效地促进发酵产气，同时固定化比未固定化聚酯增重率提高了28.8%，比表面积增加率提高了153.2%。同时在产气方面聚酯固定化比未固定化使得玉米秸秆发酵体系提高了13.2%的沼气总产气量和36.3%的甲烷总产气量。同时发现加入固定化聚酯会使得沼气产气高峰和产甲烷时间提前。最终得到加入聚酯这种合成高分子材料对厌氧发酵沼气产量、甲烷产量以及发酵体系中各物质去除率的影响有着一定影响，即比表面积越大，沼气产量、甲烷产量和发酵体系各物质去除率越大。

关键词:玉米秸秆，厌氧发酵，比表面积，沼气，聚酯

Effects of polyester on anaerobic fermentation of corn straw

Abstract

As the world energy shortage and environmental pollution, and development and construction of the practical needs, one more in line with the actual needs of the biogas fermentation of corn straw exogenous substances, thus the present by anaerobic fermentation of corn straw for effective improvements in the present system.

Based on the extensive collection of predecessors in anaerobic fermentation for biogas research summary on the basis of a degree of conjecture, design by adding synthetic polymers of polyester fabric in order to increase biogas production in anaerobic fermentation of corn straw, while the fixed polyester for the experimental variable. Experimental results show that after joining the pet can effectively promote the fermentation, and immobilization of unfixed polyester weight increase compared to 28.8%, increase the rate of specific surface area increased by 153.2%. While in the gas-producing polyester fixed than not immobilized the methane output of maize straw fermented by 13.2% gas and 36.3% of methane gas output. Also add fixed polyester make methane gas production peaks and methane production in advance. Finally get to join the pet the synthetic polymer material on anaerobic fermentation of biogas production, methane production, and fermented in the material removal rate has some effect, that is, specific surface area, the greater, biogas production, methane production and greater material removal rate of the broth.

Key words: Corn stalks, anaerobic fermentation, specific surface area, biogas , polyester

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章．引言 1

1.1能源发展与环境问题 1

1.2 玉米秸秆发酵现状与原理 1

1.2.1 秸秆问题现状 1

1.2.2 玉米秸秆发酵原理 2

1.3 玉米秸秆沼气发酵外援添加物情况 2

1.3.1 微生物和酶添加物 3

1.3.2 营养物质添加物 3

1.3.3 吸附剂添加物 4

1.4本课题研究目的，意义及内容 4

1.4.1本课题研究目的及意义 4

1.4.2本课题研究的主要内容 5

第二章 实验材料与方法 6

2.1实验材料 6

2.1.1实验材料及试剂、仪器 6

2.2实验方法 6

2.2.1聚酯预处理 6

2.2.2预处理后的材料干燥 7

2.2.3 不锈钢网预处理 7

2.2.4 聚酯固定化 7

2.2.5玉米秸秆碳含量测定^[26] 7

2.2.6玉米秸秆氮含量测定^[26] 8

2.2.7玉米秸秆的TS、VS测定 8

2.2.8接种物的驯化 8

2.2.9玉米秸秆厌氧发酵 9

2.2.10发酵过程TS、VS测定 9

2.2.11发酵过程取样的COD测定 10

2.2.12发酵过程取样的氨氮测定 10

2.2.13发酵后材料的处理 10

2.2.14发酵前后材料的比表面积测定 11

第三章 结果与讨论 12

3.1聚酯预处理前后质量变化 12

3.2固定化和未固定化聚酯发酵前后的比表面积 12

3.3原料的TS、VS 12

3.4玉米秸秆碳含量、氮含量 13

3.5聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵沼气日产气量的影响 13

3.6聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵沼气总产气量的影响 14

3.7聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵日产甲烷含量的影响 14

3.8聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵甲烷总产气量的影响 15

3.9固定化和未固定化聚酯发酵前后的质量变化 16

3.10发酵前后各体系中不锈钢的质量变化 17

3.11聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵pH的影响 17

3.12聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵COD去除率的影响 18

3.13聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵TS去除率的影响 18

3.14聚酯是否固定化对玉米秸秆厌氧发酵VS去除率的影响 19

3.15不同发酵体系对玉米秸秆厌氧发酵氨氮去除率的影响 20

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2 展望 21

致谢 22

参考文献 23

第一章．引言

1.1能源发展与环境问题

能源是人类得以生存的重要物质基础，它与社会经济的发展以及人类的生活密切相关，开发和利用能源一直贯穿于人类社会文明发展的全部过程中。20世纪50年代开始的石油危机，给世界经济造成了巨大的影响，国际舆论逐渐注意起世界“能源危机”问题。世界能源危机是人为造成的能源问题。在联合国能源署的报告中清楚地展示了整个地球的环境面临全面恶化，环境问题已经成为全球性问题。随着社会的进步与发展，人类己经能够强烈地意识到和感受到生存环境所受的威胁，也真切地期盼着生活空间质量的改善。目前国际社会关注的全球性环境问题主要包括:臭氧层破坏、温室效应和气候变暖、生物多样性减少、放射性物质污染、大气污染和酸雨、海洋污染和海洋生态系统的破坏等，尤其是酸雨和大气污染、全球气候变化、海洋污染和海洋生态系统的破坏等重大环境问题，日益受到世界各国的普遍关注。

1.2 玉米秸秆发酵现状与原理

1.2.1 秸秆问题现状

作为农业大国，我国秸秆资源十分丰富。秸秆资源上承种植业，下启养殖业，不仅仅是种植业和养殖业可持续发展的重要物质基础，而且还是构建农业循环经济系统中种植业和养殖业的重要纽带，在我国现代农业的发展中有着了举足轻重的作用^[1]。据调查统计，至2015年为止^[2]，我国主要秸秆产量达到9亿吨左右，其中以麦秸秆、玉米秸秆和稻秸秆为主，这三种秸秆约占我国秸秆资源的75.6%。我国对秸秆资源的利用率约为78.8%，其中用作农村生活能源占45%，用作牲畜饲料占30.9%，用作造纸等工业原料占2.9%，剩余21.2%的秸秆尚未得到有效利用，造成废弃和焚烧秸秆，以致污染环境的现象^[3]。长期以来，秸秆一直扮演着农作物副产品的角色，其用途只有取暖、烧火做饭、饲养牲畜和肥田等^[4]，还有一部分秸秆被随意丢弃或焚烧，造成了严重的危害，在我国农村经济得以快速发展和农民收入普遍提高的今天，秸秆的传统利用方式正在发生转变，呈多元化趋势^[5]。目前我国秸秆资源化利用技术主要有：秸秆饲料化技术、秸秆还田利用技术、秸秆固体成型技术、秸秆气化利用技术、秸秆液化技术、秸秆直燃发电技术、秸秆制取燃料乙醇技术以及秸秆制沼气技术等^[6]。

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