秸稈與糞便預混處理技術及產氫實驗研究.pdf

1、光合生物制氫過程中，制氫原料問題一直是制約其發(fā)展的主要問題之一，其中，木質纖維因其廉價、易得而被廣泛的認為是極具潛力的制氫原料，它可以通過多種微生物的發(fā)酵作用最終轉化為可被光合細菌直接利用的糖類，最終通過光合生物制氫過程轉化為清潔的可再生能源-氫氣，因此，木質纖維素的降解轉化過程是目前研究的重點之一。此外，隨著畜牧業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，畜牧業(yè)的養(yǎng)殖規(guī)模日益擴大，畜牧業(yè)的污染問題也變得日益嚴峻，受到人們的廣泛關注，成為我國乃至全球性的污染問題

2、，其中，尤以畜禽糞便為主要污染源，因此，研究如何解決畜禽糞便污染就顯得迫在眉睫。
　　 本論文在是國家自然科學基金項目“超微化秸稈類生物質光合連續(xù)產氫過程及代謝熱研究”(項目編號：50976029)的資助下完成的。本文首先研究了大型食草畜類糞便的內部特性(含有纖維素分解菌)，并結合了木質纖維素可被纖維素分解菌分解的特點，將二者有機結合起來，使用糞便與秸稈粉碎物混合的方法預處理秸稈與糞便，使其中的纖維素分解菌進一步生長，并分解底物

3、中的木質纖維素，最終產出還原糖。在過程中，使用RSM設計分析的方法設計實驗過程，并分析實驗結果。結果表明：
　　 (1)通過驗證實驗研究得出，奶牛糞中確實含有纖維素分解菌。通過單因素試驗，研究得出pH，溫度和預處理時間對奶牛糞中的纖維素分解菌的生長有較為明顯的影響，再以此為基礎進行三因素三水平響應面實驗，最終得出交互作用下，修正后最佳的實驗因素條件為：預處理時間為5d、pH值為5.9、溫度為49℃時，其回歸方程為：OD值=1.8

4、2-0.043X1-0.063X2+0.12X3+0.013X1X2-0.99X1X3-0.031X2X3-0.51X21-0.4X22-0.38X23預測范圍內最高OD值為：1.8284，即還原糖含量為：1.2804mg/mL。
　　 (2)通過進一步實驗，將奶牛糞與秸稈粉物混合進行處理，以pH、溫度、時間、粒徑為研究因素，先進行單因素試驗，確定最適合的粒徑為0.097mm，在此基礎上再進行三因素三水平響應面實驗，得出：修正后

5、最佳的實驗條件為：時間6.3d、pH值4.9、溫度48℃，此時OD值最高，即還原糖含量最高，回歸方程為：OD值=2.67-0.062A-0.12B+0.18C+0.029AB-0.14AC-0.048BC-0.72A2-0.57B2-0.57C2，在回歸方程基礎上，預估計最大OD值為：2.6972，在實際驗證實驗中OD值為：2.6263，相差極小，證明此回歸方程模擬度極好，極為有效。
　　 (3)根據以上實驗結果，選取幾個特殊特