不同联合预处理对褐煤厌氧发酵产甲烷的影响

• 作者: 张怀文 姚义清 谢昌文
• 来源期刊: 煤田地质与勘探
• 关键词: 褐煤 联合预处理 厌氧发酵 生物甲烷 糖类含量 挥发性脂肪酸
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 煤炭地质 矿井地质 煤系气
• 页码范围: 162-169
• 页数: 8页
• 分类号: P618.11
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.04.019

摘要

高效实用的预处理方式对提高甲烷产量具有重要的作用,但单一的预处理方式往往较难获得满意效果,尤其是针对组成成分复杂的褐煤而言,对其后续产甲烷性能的影响更是存在不确定性.为探讨不同联合预处理对褐煤厌氧发酵产甲烷的影响,以1.00％HCl+5.00％H2O2(1号)、6.00％NaOH+5.00％H2O2(2号)、1.00％HCl+10.00 g木质素酶(3号)、6.00％NaOH+10.00 g木质素酶(4号)、5.00％H2O2+10.00 g木质素酶(5号)等不同联合预处理褐煤为实验组,未经预处理煤样为对照组(6号),在适宜菌种来源和环境条件下进行厌氧发酵产甲烷实验.利用比色法、气质联用法、扫描电镜等对联合预处理产甲烷过程中的糖类、挥发性脂肪酸含量及煤降解特征进行分析,以揭示其影响机理.结果表明:① 不同联合预处理均可以增加褐煤发酵产甲烷量.4与5号联合预处理效果较好,累积甲烷产量分别是20.36 mL/g与8.83 mL/g,相比6号对照样分别提高了24.24倍与10.51倍.② 各实验组COD(化学需氧量)去除率均高于对照组,且反应前后菌液pH波动值小.③ 反应初期3号实验组多糖含量最低(0.37μg/mL),6号多糖含量最高(2.15μg/mL),且均呈现出先下降后上升的总体趋势.④2、3与5号实验组还原糖含量在整个反应过程中保持较高值,且反应末期各产气组糖类含量均不为零.⑤ 不同联合预处理均可以促进乙酸、丁酸的降解并提高产气率.不同条件下的褐煤产甲烷量与转化率变化特征,证实了联合预处理煤增产生物甲烷的有效性,可为煤制生物气技术的产业化应用提供借鉴.