CAJ | 학술논문

两阶段厌氧发酵产沼气是秸秆沼气化利用的重要方式之一。秸秆厌氧发酵过程包括水解产酸和产甲烷两个阶段，水解产酸是秸秆沼气化的限速步骤，也是目前的研究重点。pH值是影响物料水解产酸的重要因素，目前的研究多集中于酸性环境对物料水解产酸的影响，碱性环境对物料水解产酸的影响还未见研究报道。在实验室条件下，每天调节水解产酸反应器发酵液pH值至8.0（T1）、9.5（T2）和11.0（T3），CK在实验过程中不调节水解产酸反应器发酵液pH值，水解产酸反应器排出的水解酸化液直接用蠕动泵泵入产甲烷反应器内产甲烷，分析了发酵过程中水解产酸反应器日产气量、甲烷含量、水解酸化液 pH 值、COD 浓度以及产甲烷反应器产气特性的变化。结果表明：在不调节水解产酸反应器水解酸化液pH值条件下，秸秆两阶段厌氧发酵可以正常进行，秸秆干物质（TS）产气量为281.28 mL·g-1，平均甲烷含量为47.36%；T1水解产酸反应器内水解酸化液pH值稳定在7左右，系统累积产气量、总产甲烷量和平均甲烷含量分别较CK大幅增加了24.51%、29.39%和2.5个百分点；T2和T3水解产酸反应器产气明显受到抑制，水解酸化液后续产甲烷亦受到明显抑制，产甲烷反应器累积产气量分别仅为CK的89.97%和17.48%，总产气量仅为T1的67.67%和10.20%；维持水解产酸反应器至碱性条件促进了秸秆中半纤维素的溶出和木质素的破坏，但不利于纤维素的溶出，TS损失率的结果与产气的结果一致。综合以上结果，调节水解产酸反应器水解酸化液pH值至8.0对提高秸秆两阶段厌氧发酵产沼气有明显的促进作用。
량계단염양발효산소기시갈간소기화이용적중요방식지일。갈간염양발효과정포괄수해산산화산갑완량개계단，수해산산시갈간소기화적한속보취，야시목전적연구중점。pH치시영향물료수해산산적중요인소，목전적연구다집중우산성배경대물료수해산산적영향，감성배경대물료수해산산적영향환미견연구보도。재실험실조건하，매천조절수해산산반응기발효액pH치지8.0（T1）、9.5（T2）화11.0（T3），CK재실험과정중불조절수해산산반응기발효액pH치，수해산산반응기배출적수해산화액직접용연동빙빙입산갑완반응기내산갑완，분석료발효과정중수해산산반응기일산기량、갑완함량、수해산화액 pH 치、COD 농도이급산갑완반응기산기특성적변화。결과표명：재불조절수해산산반응기수해산화액pH치조건하，갈간량계단염양발효가이정상진행，갈간간물질（TS）산기량위281.28 mL·g-1，평균갑완함량위47.36%；T1수해산산반응기내수해산화액pH치은정재7좌우，계통루적산기량、총산갑완량화평균갑완함량분별교CK대폭증가료24.51%、29.39%화2.5개백분점；T2화T3수해산산반응기산기명현수도억제，수해산화액후속산갑완역수도명현억제，산갑완반응기루적산기량분별부위CK적89.97%화17.48%，총산기량부위T1적67.67%화10.20%；유지수해산산반응기지감성조건촉진료갈간중반섬유소적용출화목질소적파배，단불리우섬유소적용출，TS손실솔적결과여산기적결과일치。종합이상결과，조절수해산산반응기수해산화액pH치지8.0대제고갈간량계단염양발효산소기유명현적촉진작용。