秸秆预处理技术探讨及试验研究

常燕青， 宫亚斌， 谭 婧， 何 炼

(1.维尔利环保科技集团股份有限公司， 江苏 常州 213125； 2.杭州能源环境工程有限公司， 浙江 杭州 310020； 3.江苏省固体废弃物处理环保装备工程技术研究中心， 江苏 常州 213126 )

我国是一个农业大国，每年的粮食总产量位居世界第一位，与此同时产生了大量的农作物秸秆[1]。2017年，我国农作物秸秆可收集资源量为8.27亿吨，其中，玉米、水稻、小麦三大粮食作物秸秆资源量分别为37.2，19.1，14.7亿吨，合计占全国秸秆资源总量的84.8%，是中国农作物秸秆的主要来源[2]。

近年来中国约有50%的农作物秸秆简单地通过露天焚烧处理，而焚烧产生的物质例如CO2，CO，氮氧化物和苯等会对环境造成污染[3]。 2014年9.4×107吨农用秸秆燃烧释放了9.1×106吨的CO和1.1×108吨的CO2,导致资源浪费和环境污染严重[4-5]。基于经济、环境效益和可持续发展潜力来看，相比于简单地秸秆压块后作为燃料使用、秸秆还田以及进行热解、气化和液化等热化学方法相比，厌氧发酵技术是实现秸杆资源化利用的一种有效途径，其优势主要为反应条件相对温和、成本低和二次污染物产生少等[6]。但秸秆的主要成分为难降解的纤维素、半纤维素和木质素，阻碍微生物对秸秆内部纤维素的消化分解，导致厌氧消化时间长、产气效率低，成为在大规模工程应用的主要限制因素[7]。因此，秸秆的预处理对于改善整体工艺性能至关重要。预处理能够使原料的多孔性增加、纤维素结晶度降低，并且使原料中的木质素和半纤维素含量降低，提高秸秆的可生化性，同时还需使可降解物质的损失最小化，减少微生物抑制剂的形成，并降低能耗[8]。……