黄贮玉米秸秆在全混流、竖向推流、折流板竖向推流反应器中的厌氧发酵特性

摘要

为提高厌氧发酵的效率和秸秆利用率,将玉米干秸秆经过物理生物联合预处理形成黄贮玉米秸秆.本研究通过实验考察了黄贮玉米秸秆在竖向推流反应器(vertical plug flow,VPF)、全混流反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)和由本文作者课题组首创的折流板竖向推流反应器(baffled vertical plug flow,BVPF)中的厌氧发酵产气性能.结果表明,VPF反应器在有机负荷率(organic loading rate,OLR)为0.5gVS/(L·d)时运行良好,但提高OLR会出现出料困难的问题.CSTR有搅拌装置,所以反应器能够快速达到产气平衡.在OLR为1gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间比CSTR多7天,但最终趋于稳定时CSTR和BVPF反应器的单位挥发性固体(volatile solid,VS)的日产气量分别为390.9mL和382.4mL.在OLR为2gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间仅比CSTR多2天,稳定时CSTR和BVPF反应器的单位VS日产气量分别为291.3mL和294.9mL.此外,3种反应器在运行阶段,pH和VFA/TIC值都能维持稳定.在提高OLR后,BVPF和CSTR能够达到新的平衡状态.本实验结果表明VPF反应器只能用于低OLR的情况;CSTR达到稳定状态所需的时间较短,但CSTR和BVPF在稳定运行时的产气效率基本持平.由于BVPF的耗能量、耗水量低,因此该类反应器有良好的商业应用前景.