预处理秸秆在岩石边坡生态护坡中的改土效应

为探明预处理秸秆对岩石边坡生态防护喷播客土稳定性的影响以及在岩石边坡生态防护中的改土效应,该文利用模拟工程试验,研究了预处理秸秆用量与客土孔隙度、侵蚀产沙量、抗剪强度及收缩率之间的关系,并与原始秸秆进行对比。结果表明,使用预处理秸秆,可提高岩石边坡生态防护喷播客土的总孔隙度和毛管孔隙度,同时减少降雨侵蚀、增强喷播客土的抗剪强度、降低客土的收缩率,从而增强喷播客土的稳定性,并且随预处理秸秆用量的增加,改良效果增强;而原始秸秆用量达到3kg/m2后,会增加客土的降雨侵蚀量及收缩率,同时,客土的抗剪强度降低,不利于客土的稳定。

响应面法优化预处理秸秆糖化条件的研究

为提高预处理秸秆糖化效率,提高秸秆的营养价值,试验首先对纤维素酶和木聚糖酶酶学特性进行分析,再通过单因素和响应面设计进行最佳糖化条件优化。结果显示,纤维素酶和木聚糖酶的最佳酶解pH值为4.3,最佳温度为50℃。预处理秸秆最佳糖化条件为酶解时间82.08 h、液固比10.1、纤维素酶量32.30 FPU/g秸秆、木聚糖酶量50 U/g秸秆(包含在纤维素酶中),总还原糖含量达到最高,预测结果为572.77 mg/g干物质,与试验值560.09 mg/g干物质基本一致。这表明优化方案和回归模型建立成功,实现了预处理秸秆高效糖化。

施用预处理秸秆对土壤供氮特征及菠菜产量和品质的影响

采用盆栽试验方法,研究了施入经过预处理的水稻秸秆(预处理秸秆)后土壤的供N特征和菠菜产量与品质的变化。研究结果表明,经预处理后,秸秆中纤维素、半纤维素和二氧化硅的含量显著降低,但可溶性物质含量显著增加;预处理稻秆与N肥配合使用,土壤中微生物量N、有效态N(NO3--N和NH4+-N)含量显著增加,并且在供N方式上具有鲜明的渐进性和持续性;第41天时每钵菠菜的鲜重比对照增产81.4%,菠菜中Vc含量高于单施尿素处理,硝酸盐积累量低于单施尿素处理。可见预处理稻秆配施N肥能显著改善土壤的供N能力,提高菠菜的产量和品质。

垃圾焚烧发电厂储坑渗滤液与NaOH预处理秸秆混合厌氧消化试验研究

本研究将垃圾焚烧发电厂储坑渗滤液视做可再生资源,其与碱处理后的秸秆进行的中温混合厌氧消化表现出典型的水解酸化和甲烷化过程。高浓度储坑渗滤液能产生相对较高的VFA,可提高系统的产气率和产气量。其产气率比未加入渗滤液的厌氧消化系统高出60.15m L/g VS,总产气量高出1868m L。表明该储坑渗滤液可与碱处理后秸秆混合进行再生能源化利用。

碱剂预处理秸秆与活性污泥混合厌氧消化试验研究

秸秆经碱预处理后进行中温混合厌氧消化表现出典型的水解酸化和甲烷化过程,碱预处理秸秆的厌氧消化周期在27d左右,未预处理的秸秆在试验的33d内未有明显的厌氧消化反应发生,碱预处理秸秆缩短了其厌氧消化周期。从产气率、产气量分析,NaOH预处理试验组好于氨水预处理试验组。

解糖热解纤维素菌F32降解未预处理秸秆及产纤维素酶特性分析

【目的】明确极端嗜热厌氧木质纤维素降解菌解糖热解纤维素菌F32代谢特征,并分析其产酶特性。【方法】使用细胞计数法绘制菌株的生长曲线,使用离子色谱及气相色谱进行产物和残糖量分析,以DNS法及对硝基苯酚法检测菌株胞外蛋白的酶活性。【结果】解糖热解纤维素菌F32在以葡萄糖、微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源时生长状况优于解糖热解纤维素菌DSM 8903。在以葡萄糖为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32具有产乳酸较多,而产氢气较少的特点。在以微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32胞外蛋白具有较高的内切纤维素酶活性和木聚糖酶活性。【结论】解糖热解纤维素菌F32表现出较强的木质纤维素降解能力,其与DSM 8903的产物组成及胞外蛋白的酶活性具有明显差异。

秸秆生产乙醇预处理关键技术

乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料。目前燃料乙醇已在我国部分省市得到应用。我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮,但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限。真正可大量转化乙醇的应是纤维质材料。纤维质材料转化乙醇的挑战性问题是产量偏低、成本偏高。纤维质材料的预处理是转化乙醇过程中的关键步骤,该步骤的优化可明显提高纤维素的水解率,进而降低乙醇的生产成本。本文总结了纤维质材料预处理的各种方法,对各种方法的优缺点进行了综述和分析,并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望。

秸秆预处理对土壤微生物量及呼吸活性的影响

冬小麦秸秆经 8.0g·L-1H2 O2 (pH 11.0 )溶液、12 .5 g·L-1NaOH溶液或H2 SO4溶液浸泡 8h并80℃烘干后 ,与无机N一起加入土壤 ,进行室内 2 5℃恒温培养试验 ,在不同时间测定土壤微生物量C、N和CO2 释放速率 .结果表明 ,培养前期 ,秸秆预处理使土壤微生物量C数量增加了 1.0～ 1.4倍 ,但降低了土壤微生物的呼吸活性 ;培养后期 ,NaOH和H2 SO4处理使土壤微生物量C分别下降了 2 8%和 4 2 % ,但增加了土壤微生物的呼吸活性 ;H2 O2 处理则使土壤微生物量N增加 90 % ;土壤微生物区系中的真菌比例在不同时刻有所增加 .表明将秸秆预处理后施入土壤 。

水稻秸秆预处理对猪粪高温堆肥过程中磷素形态变化的影响

[目的]明确秸秆预处理加快堆肥效率的同时,考察其是否能对堆体中磷的转化产生影响。[方法]通过添加秸秆腐熟剂(B)和氢氧化钙(C)分别对水稻秸秆进行10 d(B1、C1)和20 d(B2、C2)的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照(CK),与猪粪按比例混合后进行好氧堆肥。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了水稻秸秆的改变程度,并用传统方法分级测定了堆肥过程中连续浸提的磷形态。[结果]秸秆腐熟剂预处理对秸秆结构破坏性更强,且预处理时间越长效果越好。秸秆腐熟剂预处理可缩短堆肥高温期,促进水稻秸秆与猪粪混合堆肥的进程,而氢氧化钙预处理则并无明显效果。堆肥结束后,C1和C2的总磷含量分别为26.47和23.68 g/kg,CK为22.51 g/kg;而B1和B2处理分别高达29.84和32.88g/kg。不同处理堆体中各形态磷含量差异较大,但整体来看各形态总磷含量高低依次为HCl-P>NaHCO3-P>H2O-P>NaOH-P。从植物有效磷(H2O-P+NaHCO3-P)含量上来看,秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理(B1和B2分别为14.44和13.74 g/kg,C1和C2分别为12.27和12.02 g/kg)。不同的秸秆预处理时间对堆肥过程中磷素形态的转变影响不大,但与氢氧化钙预处理组相比,秸秆腐熟剂预处理更有利于NaOH-Po向NaOH-Pi的转化。[结论]秸秆腐熟剂对水稻秸秆进行预处理破坏性强于氢氧化钙预处理,且预处理时间越长效果越好。预处理有利于促进秸秆、猪粪混合堆肥过程中磷植物有效性的提高,且秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理。

不同预处理方法对秸秆固态发酵产纤维素酶的影响

以稻草秸秆为原料,经不同方法预处理后用于固态发酵产纤维素酶.以羧甲基纤维素酶(CMC)酶活力和滤纸酶(FPA)酶活力为指标,比较了不同预处理方法对后续绿色木酶固态发酵产纤维素酶的影响.研究结果表明,微波联合稀酸预处理秸秆最有利于发酵产纤维素酶,并通过正交试验得到了最佳的预处理条件:基质浓度7%,H2SO4浓度2%,在180W的微波功率下处理稻草5min.在此条件下得到的单位能耗的酶活增加量最高,CMC酶活和FPA酶活分别比未经处理的稻草发酵后所得酶活提高了135.6%和82.7%.

预处理玉米秸秆连续酶水解与发酵工艺研究

本文以预处理玉米秸秆(PCS)为底物,设计建造了连续酶水解与发酵实验室装置,并利用该装置研究了3个体系的连续酶水解发酵过程。结果表明,干物质浓度(TS)21%/酶加量(EL)5.4%(酶和纤维素的质量百分比,下同)和25%TS/4.8%EL的两个体系分别在27 d和36 d(在表1内有体现)内达到稳定运行,乙醇浓度最高分别可达到2.8%和3.3%。36.8%TS/3.7%EL体系由于抑制物的影响无乙醇产生,但稳定运行时水解糖浓度可达到12.5%,达到了提高酶水解过程水解糖浓度的目的,表明连续酶水解发酵工艺可行。

秸秆预处理方法的筛选

农作物秸秆组分结构特殊,秸秆中的木质纤维素很难被酸和酶降解。解决了木质素的降解问题,就能提高秸秆的降解性能。研究开发适宜的预处理技术是一种重要的降解木质素方法。通过预处理技术,使木质纤维素首先降解成简单成分,从而有利于随后的厌氧消化过程。通过试验,分析了不同的预处理方法对秸秆组分降解率的影响和污泥预处理方法的筛选,最终得出:最佳预处理方法为稀硫酸预处理法,处理条件如下:硫酸浓度:0.7%;处理温度:121℃;预处理时间:1 h。

碱性双氧水预处理玉米秸秆性质研究

使用碱性双氧水对玉米秸秆进行预处理,可以有效提高秸秆的酶解效果。实验表明,最优预处理参数为使用分别占秸秆质量16%的H2O2和25.6%的NaOH,于40℃下预处理秸秆24h。对经不同预处理剂处理后的秸秆进行酶解,发现NaOH及碱性双氧水预处理秸秆的酶解还原糖产量为7.48 g/L和8.26 g/L,而经H2O及H2O2预处理秸秆的还原糖产量仅为1.35g/L和1.59g/L。通过木质纤维素含量及SEM分析发现,氢氧化钠主要作用为溶解秸秆中的木质素及半纤维素,而双氧水的存在则会破坏秸秆表面结构。计算秸秆预处理前后质量损失发现,双氧水的存在不能显著提高秸秆预处理后的质量损失,但会氧化分解被氢氧化钠溶解的大分子物质,对此过程机理及产物还需进行深入的研究。

新型体外产气法(非瘤胃液)的建立及对两种预处理玉米秸秆饲用价值的评估

试验旨在建立一套不使用瘤胃液作为接种物的新型体外产气方法,并利用该方法研究预处理后的玉米秸秆对反刍动物的饲用价值。从接种物驯化、温度、接种物与底物比例(ISR)和碳酸氢钠添加量等维度对新型体外产气法(非瘤胃液)的实施条件进行筛选和优化,然后对两种预处理(PTⅠ和PTⅡ)玉米秸秆在水洗前后开展体外试验,收集甲烷累积产量。结果表明:①以微晶纤维素为发酵底物筛选出多轮驯化后的工厂污泥作为接种物,进一步优化得到最适厌氧消化条件为55℃、ISR=2、不添加碳酸氢钠,在该条件下能够稳定实现3 d内纤维原料产气潜力的充分释放。②预处理后秸秆产CH_(4)潜力和产CH4速率都有提高,水洗后产CH_(4)潜力和产CH_(4)速率较水洗前有所降低,PTⅡ对体外产气没有抑制作用。③PTⅠ和PTⅡ分别可使秸秆厌氧消化3 d产CH_(4)量提高19.4%和53.4%,据此可推算每克秸秆经PTⅡ处理后瘤胃消化净能约等于0.50 g葡萄糖消化净能。由此可见,以驯化后的厌氧污泥代替新鲜瘤胃液作为接种物进行3 d体外产气试验,是一种评估反刍动物饲用秸秆预处理效果的可行方法。

秸秆预处理复合菌剂

该菌剂由中国科学院成都生物所（电话：028-85220920）廖银章研究员等研制。其用于秸秆的预处理，可扩大产沼气的原料范围，使秸秆在无任何畜禽粪便的情况下也可产生沼气．

球磨处理玉米秸秆纤维素原料的工艺参数优化

研究了玉米秸秆水解过程中球磨预处理工艺的优化,采用Plackett-Burman(PB)试验设计和均匀试验设计法,用数据处理软件对试验结果进行分析,筛选出了球磨预处理过程中的主要影响因素,得到了具有较好拟合度的回归方程;通过分析原料粒径(mm),转速(r/min),原料填装量(g),研磨介质,交替时间(min)等球磨条件对酶解效率的影响,得出行星式球磨机粉碎玉米秸秆的最佳工艺参数为:原料粒径0.5mm,转速340r/min,原料填装量3.4g,装球量15个(Ф=10.0mm),交替运行时间5min。

秸秆发酵液碳源制备及污水反硝化脱氮研究

本文在酸处理的情况下采用纤维素酶和酵母菌同步糖化法研究以秸秆发酵液为碳源进行污水反硝化脱氮的相关问题。并运用HPLC(高效液相色谱法)、DNS法(二硝基水杨酸法)对发酵液进行分析。结果表明:玉米秸秆经2%稀硫酸预处理后半纤维素被大量去除,纤维素结构出现大量孔洞;纤维素酶和酵母菌同步厌氧发酵的秸秆发酵液其COD(化学需氧量)显著提高;实验表明当碳氮比为C/N=7、处理时长为180min时硝酸盐的去除率达到93.10%,总氮含量可降至15mg/L,能够达到污水的排放标准,证明秸秆发酵液具有良好的反硝化能力。

牛秸秆饲料微生物处理技术

秸秆预处理各种农作物秸秆(如玉米秸、高粱秸、稻草、麦秸、粟秸、薯藤等)均可作为养牛的粗饲料。某些作物(如玉米、高粱)收获果穗后,秸秆仍然青绿,若饲喂肉牛直接切成2～4厘米的段备用,若用于老弱和幼畜饲喂则切成1～2厘米的段。已存放一段时间的农作物秸秆,选用无霉变的,切成段备用,秸秆水分含量低的先用水浸泡2小时再行处理。微生物发酵处理在水泥地(池)上平铺一层10厘米厚的秸秆,并按秸秆重量撒入5‰的'满园春'生物发酵剂和3%的尿素。生物发酵剂可与适量玉米面、豆粕等混匀后撒入,撒料时尿素与生物发酵剂分别撒入,上面再铺一层10厘米厚的秸秆,以此进行,直至料堆达到预定高度。发酵料堆厚度不得低于50厘米。

环保型秸秆人造板的研究与展望

本文从界面胶合机理、无胶胶合机理、秸秆预处理方面对高效利用秸秆材料、改善秸秆人造板物理和机械性能、环保性能、生产效率进行综述。同时,对秸秆人造板在家具、室内装饰和建筑等领域中的应用情况进行介绍,并对秸秆人造板在制备、研究及推广应用方面存在的不足进行总结,以期对我国环保型秸秆人造板的进一步研究和应用提供参考和指导。

未脱毒汽爆玉米秸秆高底物浓度的同步糖化和乙醇发酵

为取消蒸汽爆破预处理玉米秸秆水洗脱毒步骤和提高乙醇发酵的乙醇浓度,利用专利菌株酿酒酵母Y5,对蒸汽爆破预处理玉米秸秆不经脱毒处理,直接进行同步糖化和发酵(SSF)。蒸汽爆破玉米秸秆的浓度30%,同步糖化和发酵的时间96 h,100 m L、3000 m L反应器和5L发酵罐的乙醇浓度分别达到50.0、47.8、47.5 g/L。研究结果表明,菌株Y5在纤维素乙醇生产中对简化生产工艺、降低设备投资、减少水消耗、降低生产成本具有重要的应用前景。