厌氧发酵过程中牛粪产气规律及玉米秸秆沉降产气特性研究_张波，李文涛，吴春东著_9787566138781

　　《厌氧发酵过程中牛粪产气规律及玉米秸秆沉降产气特性研究》简述了厌氧发酵技术研究现状及存在的问题，并在概述厌氧发酵反应器设计的基础上，首先，介绍了牛粪单相厌氧发酵工艺、高浓度发酵料液处理工艺及牛粪两相厌氧发酵工艺；其次，详细介绍了好氧水解厌氧发酵两相工艺中，玉米秸秆不同部位的传质特性、产甲烷特性、浮渣层的变化规律及各影响因子对沉降性的交互作用；最后，简述了沼气脱硫装置及工艺、沼气存储系统、沼液沼渣加工工艺及经济效益分析。
　　《厌氧发酵过程中牛粪产气规律及玉米秸秆沉降产气特性研究》可作为新能源学与工程专业的本科生及研究生的教材，也可供相关专业技术人员参考。

　　中国农作物秸秆资源量大、面广，据农业农村部统计，2020年全国秸秆资源总量为8.56亿吨，可收集资源量为7.22亿吨，秸秆综合利用率达到87.6%，《全国农作物秸秆综合利用情况报告》指出，2021年全国农作物秸秆综合利用率超过88.1%。有部分秸秆未被有效利用，仍存在不同程度的秸秆废弃或露天焚烧情形，造成了农业秸秆资源的浪费。另外，我国每年会产生约45亿吨的畜禽粪便，其中一部分没有被资源化利用，成为大气污染、水体污染和土壤污染的源头。农作物秸秆蕴含大量的化学能，若将秸秆资源转化为高品质能源产物，那么既能提高可再生能源的使用比重，又能解决农村用能和种植业污染的问题，这就为实现循环农业提供一种切实可行的办法。畜禽粪便也是发酵很好的原料，利用厌氧发酵将农作物秸秆及畜禽粪便转化为沼气，是解决能源和环境问题的有效途径，具有重要的经济效益和社会效益。
　　近年来，在能源转型的趋势下，秸秆产甲烷技术再次成为国内外学者研究的热点之一。秸秆中的木质素和半纤维素对纤维素具有屏障作用，导致其在厌氧条件下降解十分缓慢，不但影响反应器的容积效率，而且导致秸秆不能在较短的时间内获得较好的沉降性能，长期漂浮在厌氧发酵反应器液面上形成浮渣，这就阻碍了沼气的释放，甚至造成发酵失败。可见，有效解决浮渣结壳问题，快速破解木质素的屏障作用，在促进水解微生物胞外酶与纤维素及半纤维素充分接触的同时，促使秸秆在微观结构上孔隙度增加，从而提高秸秆吸水能力及沉降性能是关键。另外，在高寒地区，常规的厌氧发酵模式容易出现发酵周期长、产气率低、原料降解缓慢以及结冻等问题，同时也会产生有机废物积压、处理不完全等现象，所以难以实现全年连续运转，需要对反应装置进行加热保温等措施；单一的原料和物料来源的不稳定性也限制了沼气工程的发展，增加了沼气工程的运行成本，很难长期维持发酵工程的运行。针对以上问题，秸秆的沼气发酵采用好氧水解厌氧发酵两相工艺，对发酵反应器的启动、发酵料液接种物浓度、有机负荷、温度等影响因素进行了相关研究，为沼气工程提供了可靠的工艺参数。
　　本书共由13章组成。其中第3、9、10、11、13章及参考文献由黑龙江八一农垦大学工程学院、农业农村部农产品及加工品质量监督检验测试中心（大庆）张波撰写，共计5章11.9万字；第1、2、4、8章由黑龙江八一农垦大学工程学院李文涛撰写，共计4章10.2万字；第5、6、7、12章由黑龙江八一农垦大学工程学院吴春东撰写，共计4章10.6万字；全书由张波负责统稿。本书在撰写过程中，技术人员刘海庆、黄英超、杜佳，研究生隋建宁、吴勇涛、谢宇伦以及本科生高峰、吴佳宝为本书成稿做了很多辅助性工作。本书得到了“农业农村部农产品及加工品质量监督检验测试中心（大庆）”“黑龙江省寒地农业可再生资源利用技术及装备重点实验室”和“粮食副产品加工与利用教育部工程研究中心”等单位的大力支持，在此表示感谢。
　　本书的相关研究是在黑龙江省博士后基金项目“玉米秸秆好氧水解厌氧发酵特性研究（LBH-219218）”，农业农村部项目“东北地区秸秆原位监测”，黑龙江八一农垦大学学成、引进人才科研启动计划项目“好氧水解对玉米秸秆厌氧发酵产气及沉降的影响研究（XDB202001）”“秸秆不同预处理对致密成型机理及燃料特性的影响（XYB2014-10）”，黑龙江八一农垦大学“三纵”基础培育（自然）项目“发酵过程中秸秆沉降模型及产甲烷特性研究（ZRCPY202106）”“预处理方式对秸秆固化成型燃料理化特性研究（ZRCPY202010）”“冰冻预处理对玉米秸秆木质纤维素的影响及其机理探究（ZRCPY202206）”和黑龙江八一农垦大学杂粮优势特色学科项目“谷子秸秆厌氧发酵特性研究（gcz1202310）”的支持下精心撰写而成。
　　由于作者水平及篇幅所限，书中难免存在疏漏及不足之处，敬请广大读者批评指正。

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