不同接种量对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响
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摘要 以玉米秸秆为发酵原料，在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵产沼气试验，通过改变接种物的不同比例，在35 ℃的条件下研究玉米秸秆厌氧发酵产气效果，试验结果表明：接种物与玉米秸秆的比例为1∶10时产气效果最佳。
中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）09-0213-01
由于农村养殖户的不断减少，以粪便为主的发酵原料出现了短缺，因此以秸秆为发酵原料的沼气是目前发展的主要方向，但秸秆沼气需经过预处理，不同的接种量对秸秆的产气量有着很大的影响[1-6]。本文通过对玉米秸秆不同接种量的试验研究，寻找合适的接种量，以提高秸秆的产气率和产气量。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试玉米秸秆取自吉林省农业科学院农场，经粉碎机粉碎后待用。供试接种物为取自农村发酵3个月以上的沼气池的沼渣。
1.2 试验装置
试验装置为笔者所在实验室自行设计的厌氧发酵装置，主要由水浴恒温振荡器、发酵瓶、集气瓶、集水瓶等部分组成（图1）。水浴恒温振荡器为WHY-2型水浴恒温振荡器（江苏省金坛市金城国盛实验仪器厂），用来控制厌氧发酵的温度和振荡频率。采用1 000 mL的透明的负压瓶作为发酵瓶，可便于观察发酵原料体积与物料状态的变化。发酵瓶用适当大小的橡胶塞封口，在橡胶塞上钻出取样孔和输气孔。集气瓶用1 000 mL负压瓶，同样以橡胶塞封口，其上的橡皮塞钻出进气孔和导水孔。集水瓶为1 000 mL负压瓶。在这些孔上插入玻璃管作为连接口，然后用Φ8 mm的硅胶管连接管路，并用凡士林密封。
1.3 试验设计
试验设4个不同发酵物配比处理，分别为：秸秆150 g ，接种物900 g，接种物TS 0.86%，接种物VS 0.62%（A）；秸秆150 g，接种物1200 g，接种物TS 1.15%，接种物VS 0.83%（B）；秸秆150 g，接种物1 500 g，接种物TS 1.45%，接种物VS 1.02%（C）；以接种物1 500 g作空白对照（CK）。其中TS为总固体，又称干物质，是指发酵原料除去水分后剩下的物质；VS为挥发性固体，是指原料总固体中除去灰分以后剩下的物质。
1.4 分析项目与方法
产气量的测定即每天定时测定集水瓶中水的体积量为日产气量，pH值采用精密试纸法测定，沼气中的CH4和CO2含量用沼气分析仪测定。
2 结果与分析
2.1 发酵前后TS、VS及pH值测定
从表1可以看出，发酵后，处理C的TS、VS含量下降最多，处理B次之，处理A最小，发酵后各处理的pH值均有所上升，说明在发酵过程中没有发生酸化现象，均属正常波动范围。
2.2 产气量统计与分析
试验持续60 d，各处理都在启动的第1天发酵产气，各处理的甲烷含量都逐渐升高，并且处理A、处理B、处理C在第2天都能燃烧，而对照则第1天就能燃烧。从表2可以看出，随着接种量的提高，产气量和产气率都随着提高，处理A的总产气量最小，TS、VS产气率也最小，但甲烷含量最高，可达75.6%；处理B的总产气量和TS、VS产气率次之；处理C的总产气量最高，TS、VS产气率也最高，但甲烷含量最小，为67.3%。这表明增大接种物和秸秆的比例，可以提高产气量和产气率，但甲烷含量有所降低。
3 结论
经试验测定，玉米秸秆在不同比例接种物的条件下能提高产气量和产气率，秸秆和接种物的比例为1∶10时产气效果最佳，玉米秸秆TS产气率为435 mL/g，VS产气率为493 mL/g，甲烷含量67.3%。
4 参考文献
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