高压脉冲电场对杂交狼尾草厌氧发酵沼气产气率的影响

天然气工业·132·2017年7月高压脉冲电场对杂交狼尾草厌氧发酵沼气产气率的影响王白娟1陈婷1秦向东1,2吴奇1赵艳1白顺星1,2彭文1冯博11.云南农业大学2.云南省高校生物天然气产业化技术工程研究中心摘要为提高杂交狼尾草厌氧发酵的原料利用率及沼气产气率，采用不同条件下的高压脉冲电场（HighVoltagePulsedElectricField，缩写为HPEF）对杂交狼尾草原料进行预处理，在中温（35℃）、TS质量分数6％、接种率20%、初始pH值为7.0的条件下，进行32d厌氧消化试验。结果表明：①经HPEF预处理的9组杂交狼尾草厌氧发酵的产气效果均明显优于对照组，其累计产气量都比对照组高，日产气量的峰值及甲烷浓度的最大值也有所增加；②促进作用最显著的HPEF条件为15kV/120Hz/60min，其在32d的发酵期间累计产气量达9587mL，与对照组相比增幅达26.95%，其日产气量峰值与高峰期范围也有所增加；发现HPEF的最佳处理时间为60min，HPEF三参数对产气效果均有着较好的影响，影响程度大小排序为电压＞时间＞频率；④各处理参数对日产气量峰值的影响顺序依次为电压、频率、时间。结论认为：HPEF能够有效提高杂交狼尾草厌氧发酵的原料利用率及产气率、缩短产气周期，该物理手段的预处理方法充分实现了狼尾草的资源化利用，有效扩充了能源植物的种类。关键词杂交狼尾草厌氧发酵高压脉冲电场（HPEF）沼气原料利用率产气率模型促进作用DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2017.07.020Effectofhigh-voltagepulsedelectricfield(HPEF)pretreatmentonbiogasproduc-tionratesofhybridPennisetumbyanaerobicfermentationWangBaijuan1,ChenTing1,QinXiangdong1,2,WuQi1,ZhaoYan1,BaiShunxing1,2,PengWen1&FengBo1(1.YunnanAgriculturalUniversity,Kunming,Yunnan650201,China;2.EngineeringandResearchCenterforIndustri-alBiogasTechnologyofYunnanProvinceUniversity,Kunming,Yunnan650201,China)NATUR.GASIND.VOLUME37,ISSUE7,pp.132-138,7/25/2017.(ISSN1000-0976;InChinese)Abstract:Inthispaper,therawmaterialsofhybridPennisetumwaspretreatedindifferentconditionsofhighvoltagepulsedelectricfield(HPEF)toimproveitsmaterialutilizationratiosandbiogasproductionratesofanaerobicfermentation.Then,anaerobicdigestionexperi-mentswereconductedwithin32daysatmoderatetemperature(35℃)withTSmassfraction(6%),inoculationrate(20%)andinitialpH(7.0).Itisindicatedthatcomparedwiththecontrolgroup,9groupsofhybridPennisetumpretreatedbyHPEFareobviouslysuperioringasproductionefficiencyofanaerobicfermentation,andhigherincumulativegasproduction,peakdailygasproductionandmaximummethaneconcentration;thatthemostremarkablestimulationoccursintheHPEFconditionof15kV/120Hz/60min,inthatsituation,thecumulativegasproductioninthefermentationperiodof32daysisupto9587mL,26.95%higherthanthatofthecontrolgroup,thepeakdailygasproductionincreasesandtherangeofpeakperiodextends.Itisdemonstrate