2 材料与方法
2.1 试验材料
本试验选择的原材料是自然条件下风干的水稻秸秆,其取自淮安市淮阴区王营镇周围某村庄。水稻秸秆先被剪成2~3 cm的小段,再用粉碎机粉碎,最后测定其理化指标。
本试验的接种物沼液取自淮安市淮阴区王营镇丁集村户用沼气池。沼液与发酵原料混合之后,在试验室发酵罐中厌氧发酵 一段时间,混合物中的微生物能很快恢复活性,并且进行厌氧发酵产沼气。表1列出为实验材料的理化性质。文献综述
表1 实验材料的理化性质(%)
TS VS 灰分 纤维素 半纤维素 木质素
稻草秸秆 92.9 81.4 10.1 38.3 21.3 12.5
牛粪 87.4 56.8 - - - -
接种沼液 7.29 4.12 - - - -
2.2 试验装置
试验装置(图1)是室内沼气发酵试验装置,由淮阴师范学院生物质能与酶技术重点实验室自行设计,主要部件包括:温控仪(WMZK-01型,控制范围10~100 ℃)、传感器、地热线(800 W)、恒温水箱、发酵瓶、集气瓶、集水瓶等。器材之间使用橡皮塞、玻璃管和乳胶管连接,接口处涂抹凡士林以防漏气。地热线均匀地被布置于水箱底部,地热线约1cm的间距,无交叉重叠,确保加热均匀。将2 L 的玻璃瓶用作发酵瓶,1000 mL 的锥形瓶用作集气瓶。玻璃瓶和锥形瓶分别设置发酵料液取样口和气体采样口,定期测定发酵瓶内混合液pH值,每日定时测定沼气气体组分及含量。
图1 厌氧发酵装置组成
2.3 试验设计
本试验的预处理和厌氧发酵两个过程均是在上述装置内进行。发酵瓶放置在恒温水池中,始终维持发酵过程温度不变,池内温度由温控仪、传感器和地热线控制。预处理阶段在中温厌氧条件下进行,将恒温水池温度设定在35℃,实际温度为(35±1℃),发酵瓶用盖子密封。厌氧发酵产沼气阶段,采取上述相同的温度发酵。来.自/751·论|文-网·www.751com.cn/
列出水稻秸秆、牛粪和活性炭三个因素正交表(表2)[8-9],先将水稻秸秆装入发酵瓶,再加入6% NaOH,于恒温水池中放置5 d进行预处理[10-11]。然后按照正交表中的数值依次向9个实验组中加入牛粪和活性炭,混合均匀后放入恒温池中发酵。实验期间,每天测定气体含量,每三天测定一次pH值。