以水稻秸秆为原料,利用自行设计的渗滤床反应器,对比研究了不同温度(20、 25、 30和35 ℃)及不同预处理方式(NaOH、生物试剂和沼液)对秸秆厌氧发酵产气性能、物能转化率、发酵后沼液性能和产气成本等方面的影响.实验结果表明:发酵后总固体(TS)质量分数稳定在13% ~15%之间,属于半固态厌氧发酵,同时累积产气量与温度、发酵后COD及NH3-N的变化量均呈极显著正相关.相同温度(20~30 ℃)条件下,经预处理后的水稻秸秆TS产气率较空白均有所提高;其中沼液预处理效果最为明显,35 ℃条件下,TS产气率及挥发性固体(VS)产甲烷率分别为154. 0和55. 2 mL/g,较空白样品分别提高25. 1%和52. 5% .同时,沼液预处理可显著提升厌氧发酵产气中的甲烷体积分数.各预处理样品TS产甲烷率及VS产甲烷率呈随温度(20~30 ℃)上升而增加的趋势,但产甲烷提升率随温度的上升而逐渐下降,将系统温度从20 ℃提升至25 ℃,各处理产甲烷率可提高90%以上.考虑到沼气工程罐体增温及产能收支平衡等因素,温度控制在25 ℃是经济性最好的策略模式.从产气成本上分析,自产沼液具有较佳的处理效果和较低的生产成本,每生产1 m3 沼气的可变成本1. 62元.
水稻秸秆 半固态发酵 渗滤床反应器 预处理 沼液