NaOH预处理提高甘蔗叶产甲烷性能及其机理分析

• 作者: 于佳动 任雅薇 冯晶 孟海波 李秀金 罗娟 袁海荣 赵立欣 黄开明
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 废弃物 发酵 沼气 甘蔗叶 NaOH预处理 机理分析
• 年，卷（期）: 2019,（24）
• 所属期刊栏目: 农业资源循环利用工程
• 页码范围: 262-270
• 页数: 9页
• 分类号: S216.4
• 字数: 6030字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.24.031

摘要

为提高甘蔗叶厌氧消化的产甲烷性能,采用NaOH对粉碎后的甘蔗叶进行了预处理,得到了不同NaOH浓度、不同预处理时间条件下甘蔗叶厌氧消化的甲烷产率,并研究比较了预处理前后甘蔗叶微观物理形态、化学分子结构和化学组分的变化.结果表明:与未预处理甘蔗叶相比,NaOH预处理甘蔗叶的累计产甲烷量提高了22.02％～89.94％,厌氧消化时间T80缩短了2～4 d,其中6％NaOH-5d预处理甘蔗叶的产甲烷性能最好;NaOH破坏了甘蔗叶表面蜡质层和细胞壁结构,促进了甘蔗叶表面二氧化硅、木质素等分解,打破了对纤维素的束缚;预处理后甘蔗叶的木质纤维素结构发生明显变化,其中木质素的羟基、甲氧基和羰基等部分官能团发生不同程度断裂,紧致的大分子结构发生分解,纤维素的结晶度降低,部分氢键遭到破坏,半纤维素发生了分子间和分子内的降解;预处理甘蔗叶的木质纤维素含量均有不同程度的降低,可被微生物分解利用的有机物质增多,其中6％NaOH-5d预处理甘蔗叶厌氧消化的木质素、纤维素、半纤维素降解率分别提高了9.27％、25.14％和21.52％.因此NaOH预处理是一种提高甘蔗叶厌氧消化产甲烷性能的有效方法.