四种含木质纤维素原料在牛粪液中的酸化

为了有效转化木质纤维素原料,提高其资源化、能源化利用潜力,研究了干稻秸、玉米秸、草坪草、新鲜状态玉米秸和风干玉米秸这4种木质纤维素原料在牛粪液环境中的酸化发酵规律。监测发酵过程,以质量减少率分析了原料降解效率,以溶解性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand,SCOD)评价酸化产物的积累。结果表明,4种原料在牛粪液中的降解效果明显,规律不同。草坪草的质量减少最快且最多,质量减少率为73.25%。稻秸在10d时与草坪草质量减少率均达到50%,总质量减少率为72.01%。鲜玉米秸在18d时质量减少率为68.36%,接近草坪草和稻秸,总质量减少率为71.64%。干玉米秸总质量减少率最低,为57.6%;木质纤维素总量的降解效率依次为:稻秸>草坪草>鲜玉米秸>干玉米秸。其成分中,各原料半纤维素的降解效率最好,其次为纤维素和木质素;干、鲜玉米秸产生有机酸种类和数量较多,稻秸、草、鲜玉米秸、干玉米秸的产生挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA)总量最大值依次为3.91、0.54、7.16、10.99g/L。将酸化产物作为厌氧发酵原料角度分析,稻秸和草坪草在酸化过程中可实现SCOD积累,对厌氧发酵有利,而干、鲜玉米秸的酸化作用对厌氧发酵不利。     

乙酸和乳酸对玉米秸秆青贮料有氧稳定性和甲烷产率的影响

根据热电偶原理采用无纸记录仪测定温度,研究不同质量浓度乙酸和乳酸对玉米秸秆青贮料有氧稳定性及干物质的影响,并通过批次厌氧发酵工艺,分析不同质量比的乙酸和乳酸对提高青贮料甲烷产率的作用。结果表明:乙酸能有效提高青贮料的有氧稳定性,且随乙酸浓度的增加,青贮料有氧稳定性提高。相应地,乙酸添加量为10%和8%的处理干物质损失分别为1%和3%,而乙酸量添加为2%和没有添加乙酸的处理干物质损失分别为20%和25%,且干物质损失率(x)与甲烷产量减少率(y)呈线性正相关:y=0.705x+1.224(R2=0.986 2)。在仅以乙酸和乳酸为原料的厌氧发酵体系中,高浓度乙酸的甲烷产率显著高于高浓度乳酸(P0.05);而在烘干青贮料发酵体系中,乙酸添加量为17%和13%的处理甲烷产率与相同添加量乳酸的处理相比,差异性不显著(P0.05)。综合评价,乙酸对青贮料的主要贡献在于增加其出料期的有氧稳定性,减少干物质损失,进而提高物料甲烷产率。