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甘蔗渣是我国制糖工业的主要副产品,现有处理方式利用率较低,造成资源浪费与环境污染,其富含的纤维素、半纤维素可通过厌氧消化转化为沼气,是一种具有优势的生物质原料。为有效提高甘蔗渣厌氧消化产沼气的效能,研究了甘蔗渣预处理及其与猪粪共混厌氧消化的关键工艺参数与产气规律,主要研究内容和成果如下。(1)甘蔗渣预处理厌氧消化产沼气研究。研究了NaOH预处理、Ca(OH)2预处理、水热预处理和水热加压预处理对甘蔗渣产气率、甲烷含量、纤维素含量的影响。结果表明,NaOH预处理以3%浓度较佳,沼气产率达235.10mL/g-VS,甲烷含量为66.2%；Ca(OH)2预处理以8.5%浓度较佳,沼气产率达265.18mL/g-VS,甲烷含量为67.1%；水热预处理180℃较佳,沼气产率达234.34mL/g-VS,甲烷含量为65.0%；水热加压预处理180℃较佳,沼气产率达282.35mL/g-VS,甲烷含量为67.3%。水热加压预处理效果优于其他预处理。预处理均可降解甘蔗渣半纤维素和木质素,其中水热加压预处理降解效果最佳。FTIR分析显示预处理后甘蔗渣中半纤维素和木质素降解；SEM分析显示预处理后甘蔗渣纤维束松散分裂,表面变得光滑,有助于厌氧消化产气。(2)甘蔗渣与猪粪共混批式厌氧消化产沼气研究。研究了甘蔗渣与猪粪不同C/N配比对产气率、甲烷含量的影响。结果表明,甘蔗渣与猪粪发酵的较佳C/N为23：1,沼气产率达219.33mL/g-VS,甲烷产率达146.08mL/g-VS.(3)甘蔗渣与猪粪共混连续厌氧消化产沼气研究。研究了不同有机负荷率对厌氧消化过程氨氮含量、pH值和碱度的影响以及对产气率、甲烷含量等效能指标的影响。结果表明,当有机负荷率控制在1.95～3.42g-VS/(Ld)范围内,厌氧消化体系产气正常。有机负荷率在1.95～2.69g-VS/(Ld)之间时,池容产气率稳定在0.370～0.516m3/(m3.d),原料挥发性固体产甲烷率为138.68～290.71L/kg-VS,平均甲烷含量为51.6%-66.4%,厌氧消化可达较高的产甲烷率,产甲烷过程较为稳定。有机负荷率为3.42g-VS/(Ld)时有少量VFAs积累。(4)甘蔗渣预处理与猪粪厌氧消化动力学研究。甘蔗渣未预处理、NaOH预处理、Ca(OH)2预处理、水热预处理、160℃水热加压预处理厌氧消化产甲烷过程符合Cheynoweth动力学方程和一级二阶动力学方程,180℃、200℃、220℃水热加压预处理产甲烷过程符合Cheynoweth方程修改式,甘蔗渣与猪粪共混厌氧消化产甲烷过程也符合Cheynoweth动力学方程。