NaOH预处理提高甘蔗叶产甲烷性能及其机理分析

来源：农业工程学报杂志2019年第24期北京时间：

作者：罗娟,赵立欣,孟海波,李秀金,冯晶,袁海荣,任雅薇,于佳动,黄开明,

摘要：为提高甘蔗叶厌氧消化的产甲烷性能，采用NaOH对粉碎后的甘蔗叶进行了预处理，得到了不同NaOH浓度、不同预处理时间条件下甘蔗叶厌氧消化的甲烷产率，并研究比较了预处理前后甘蔗叶微观物理形态、化学分子结构和化学组分的变化。结果表明：与未预处理甘蔗叶相比，NaOH预处理甘蔗叶的累计产甲烷量提高了22.02%～89.94%，厌氧消化时间T80缩短了2～4 d，其中6%NaOH-5d预处理甘蔗叶的产甲烷性能最好；NaOH破坏了甘蔗叶表面蜡质层和细胞壁结构，促进了甘蔗叶表面二氧化硅、木质素等分解，打破了对纤维素的束缚；预处理后甘蔗叶的木质纤维素结构发生明显变化，其中木质素的羟基、甲氧基和羰基等部分官能团发生不同程度断裂，紧致的大分子结构发生分解，纤维素的结晶度降低，部分氢键遭到破坏，半纤维素发生了分子间和分子内的降解；预处理甘蔗叶的木质纤维素含量均有不同程度的降低，可被微生物分解利用的有机物质增多，其中6%NaOH-5d预处理甘蔗叶厌氧消化的木质素、纤维素、半纤维素降解率分别提高了9.27%、25.14%和21.52%。因此NaOH预处理是一种提高甘蔗叶厌氧消化产甲烷性能的有效方法。

关键词：废弃物, 发酵, 沼气, 甘蔗叶, NaOH预处理, 机理分析