水熱預處理對木質纖維素類廢棄物厭氧發酵產甲烷及能量平衡的影響

陳鵬輝，郭建斌，李 芳，孫 輝，佟 敏，史昌明，井天軍，董仁杰，4

（1.中國農業大學 工學院，北京 100083；2.國網內蒙古東部電力有限公司，內蒙古 呼和浩特 010010；3.中國農業大學 信息與電氣工程學院，北京 100083；4.中國農業大學 煙臺研究院，山東 煙臺 264670）

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隨著人們對全球能源可持續發展和“碳中和”目標實現的日益關注，生物質能源的相關研究越來越引起人們的重視。厭氧發酵技術可將含有碳水化合物、蛋白質和脂肪等易生物降解的各種原料轉化為簡單的衍生物并最終生成CH4和CO2等氣體，實現生物質的能源化轉化，具有高效益、低污染、優產出、長生命周期、促進碳中和等顯著優勢[1]。在眾多生物質資源中，木質纖維素類廢棄物（秸稈、藤蔓等）是一種極具吸引力的生物質原料，但其木質纖維素（包括纖維素、半纖維素和木質素）含量約為70%，木質纖維素固有的結構特征阻礙了木質纖維素原料的生物降解。因此，通過一定預處理技術有效打破木質纖維素的結構壁壘是木質纖維素原料高效能源化利用的關鍵[2]，[3]。

目前，常用的木質纖維素原料預處理技術主要包括物理方法（研磨處理、超聲處理、微波處理、水熱處理、汽爆處理等）、化學方法（酸處理、堿處理、臭氧處理等）、生物方法（微生物處理、酶處理等）以及它們之間的組合，通過對物料進行預處理，可以不同程度地提高物料的厭氧消化性能[3]，[4]。其中，水熱預處理由于作用時間短、回收率高、處理效果顯著等優點，逐漸成為木質纖維素原料預處理技術研究的熱點[5]，[6]。……