科学研究

Scientific Research

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新能源产业

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气量分别提高了114%和74%。杨懂艳

[19]

的研究显示在

玉米秸秆的负荷率为65g/L时，氢氧化钠添加量为6%，
玉米秸秆单位质量生物气产量最高，比未处理的秸秆提
高了61.4%。
　　2.2 氨化技术
　　氨化处理就是用氨水、无水氨或尿素处理秸秆。氨
化具有三种作用：第一种是碱化作用，氨为碱性，故可
起到与碱化处理方法同样的作用；第二种是氨化作用，
氨与秸秆中的有机物发生变化，生成铵盐，成为厌氧微
生物的氮素来源，被微生物利用，并同碳、氧、硫等元
素一起合成氨基酸，进一步合成菌体蛋白。第三种是中
和作用，氨呈碱性，可与秸秆中的有机酸结合，消除秸
秆中潜在的酸性，提高微生物的活性，从而提高秸秆的
消化率。试验表明氨水具有较好的氨化性能。
　　张瑞红

[20]

等人的研究表明：当用2％的氨水处理

秸秆，其厌氧发酵产气量可以提高17.5%。D.C r a i g
Anderson

[13]

等人的研究表明添加量为6％干物质的氨水

具有较好的预处理效果。

　　3 生物方法
　　生物方法（Biological Methods）就是利用具有强
木质纤维素降解能力的微生物对秸秆先进行固态发酵，
把作物秸秆中的木质纤维素预先降解成易于厌氧菌消化
的简单物质，以缩短随后的厌氧发酵时间、提高干物质
消化率和产气率。其技术关键就是寻求强木质素降解能
力的菌种，并确定其适宜的发酵条件。
　　白腐真菌是为数很少的能使木质素降解的一类真
菌。VMehta

[21]

等发现，经P.florida转化后的稻草基质

用于沼气生产时，其纤维素酶的释放能力比原稻草要高
4.3倍。从理论上讲，利用白腐菌生物预先降解木质纤
维素含量较高的秸秆，以提高随后的厌氧消化产气率是
可行的。
　　A.G h o s t

[22]

等人用白腐菌P h a n e r o c h a e t e

chrysisporium（Pc）和褐腐菌Polyporuostreiformis
（Po）做实验，结果表明Pc菌丝体4天后表现出巨大
的木质素降解性，Po菌丝体在8天后也表现出良好的
降解性。3周后Pc菌丝体处理的秸秆木质素的降解率
为47.51％，而Po菌丝体处理后的秸秆木质素的降解
率为19.87％。Pc处理后稻秸的生物气和甲烷的产量
分别提高了34.73％和46.19％，而Po处理后稻秸的生
物气和甲烷的产量分别提高了21.12％和31.94％。杨
懂艳

[20]

研究显示，当负荷率为50g/L时，经白腐真菌

P.Florida生物预处理30天和60天后玉米秸秆的产气量
分别比未处理的产气量提高42%和52%。

　　Muller

[23]

用担子菌类预处理麦秸后进行厌氧消化处

理，结果发现P.florida在所有的菌种中表现出最快的去
木质素功能，且厌氧消化后其生物气产量是未处理的麦
秸的两倍。V.Mehta

[21]

研究结果发现当秸秆与牛粪的干

物质比为3：1时，与未处理的秸秆的产气率相比，经
P.florida处理后的稻秸的产气率提高了8倍。Bisaria

[24、25]

等用Pleurotus sajor-caju处理秸秆培养蘑菇后的剩余基
质，用于厌氧发酵以生产生物气体，结果产气率提高了
54％。
　　堆沤预处理可以破坏木质素、半纤维素和纤维素的
部分联接结构，使纤维素更容易被微生物利用产气。高
志坚

[18]

研究显示，在50g/L负荷率时，经60天生物预处

理的秸秆的产气量提高了23%。康佳丽

[16]

的研究显示

经堆沤预处理稻草的总产气量与未处理稻草相比提高了
4.08～52.26%。方文杰等

[26]

比较了堆沤对产气率的影

响。实验结果表明，堆沤处理后稻草总产气量比未处理
提高了3%～49.5%，单位挥发性固体产气量与未处理稻
草相比提高51.2%，产气高峰提前10d左右。石卫国

[4]

用

生物复合菌剂—绿秸灵，预处理后的秸秆直接作为产沼
气的发酵原料，实验结果显示，菌剂添加量1kg/8m

，

启动时间只需2～7d，其产气量比对照提高了42.15%～
52.35%。

　　研究展望
　　中国是农业大国，有丰富的生物质资源。在当前提
倡发展绿色能源的大环境下，怎样把现有的生物质资源
利用充分利用起来成为研究的热点。利用生物质制备沼
气是一个很好的发展方向。目前研究人员在用单一方式
来预处理农业废弃物方面取得了一定的进展，下一步可
以考虑将物理、化学、生物三种预处理方法结合起来共
同作用来预处理制备沼气的生物质。