2.3.2 产气潜力测试
将粪杆混合物料加沼液定容到2L装罐,在中温(35±1)℃条件下进行厌氧消化产沼气试验。实验分为试验组和对照组,经H3PO4预处理后的水稻秸秆和牛粪一比一配比,加接种物定容至2 L的物料是试验组所采纳的,对照组采用的水稻秸秆未经H3PO4预处理。将发酵瓶密封以控制其厌氧环境,置于恒温水箱中进行发酵,每日记下发酵料液pH值、所产气体各组分含量和日产气量。
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3.1 不同预处理对水稻秸秆主要成分的影响
预处理前,纤维素含量38.3%,半纤维素含量21.3%,克拉森木质素含量12.5%(以上含量都是按干基TS计算),不同预处理前后水稻秸秆的纤维素、半纤维素和木质素的含量变化如表2所示。
表2 预处理前后水稻秸秆成分变化(%)
纤维素 半纤维素 木质素
预处理前 38.3 21.3 12.5
2% 磷酸 35.6 18.2 13.8
4% 磷酸 37.8 12.4 12.7
6% 磷酸 34.6 11.8 11.9
8% 磷酸 41.6 9.8 12.8
根据表2,未经预处理的水稻秸秆中质量分数最高的是纤维素,半纤维素含量次之,木质素的含量较少。经H3PO4预处理后,水稻秸秆的半纤维素含量明显减少;本试验中纤维素减少量不明显,其中经8% H3PO4预处理后的纤维素含量甚至提高了3.3%;水稻秸秆经H3PO4处理,木质素含量反而有所增加,其中,仅6% H3PO4预处理减少了0.6%。由于水稻秸秆中半纤维素含量与纤维素含量相比较小,故本试验预处理的关键部分是提高纤维素的转化率。经过不同H3PO4预处理后,水稻秸秆的纤维素含量发生了不同的变化。引用降解率Rh来评价H3PO4预处理的降解效果: