玉米秸秆是主要的农业废弃物，将玉米秸秆作为厌氧发酵原料生产沼气能源是开发可再生能源的重要途径之一。酸预处理因操作简单和效果明显而被认为是最有效的预处理手段之一，然而酸催化剂的消耗和高温、高压等辅助手段的使用限制了其广泛应用。此外，酸处理后的样品往往需要进行清水冲洗或碱剂调节，这导致原料部分营养物质流失和更高预处理成本投入，并且预处理后酸溶液排放不当可能会造成二次污染。因此开发低成本、无污染的酸预处理技术是其在厌氧发酵中应用和推广的关键所在。糠醛作为多种化工产品生产所需的中间体，可直接或间接用于合成1000多种化工产品，然而迄今为止尚未发现直接人工合成的方法，只能通过化学法解聚木质纤维中的半纤维素获得。由于半纤维素水解形成五碳糖后，在热酸性条件下易脱水和环化生成糠醛，因此糠醛生产工艺中往往需要加入酸催化剂，导致生成的废水具有较高酸性和化学需氧量。大量强酸性、高化学需氧量的糠醛废水如果处理不当，会产生一系列环境问题，如何正确、合理处理糠醛废水是实现糠醛无污染、高效益生产亟待解决的问题。开发了一种糠醛废水预处理玉米秸秆联合厌氧发酵策略。通过分析糠醛废水预处理对玉米秸秆各成分降解率、预处理浆液理化特性以及全浆厌氧发酵性能的影响，初步得出糠醛废水预处理玉米秸秆全浆联合厌氧发酵的最佳预处理条件。并以最佳预处理条件为基准，进行中心复合设计试验，并分别利用RSM 和通径分析方法优化预处理条件参数和探究糠醛废水预处理影响BMP主要途径。最后对不同预处理条件的厌氧发酵进行能量转化评估，为糠醛废水预处理的实际应用提供理论指导。多次科研实验证明，在相同规模的条件下，用糠醛废水与作物秸秆全浆厌氧发酵制取甲烷的总产量比传统厌氧发酵制取甲烷的总产量提高22.5％—59.3％，增产幅度大，且制取成本低廉，无环境污染，具有突出显著的社会效益和经济效益。糠醛废水是作物秸秆与硫酸高温解聚生产糠醛过程中的工业废水，因其具有强酸性、高COD和低毒害性，经净化处理排放后，提高了产业成本。将两种废弃资源有机结合、并降低处理成本，制备出高产量的甲烷，增加了额外经济效益。

东北农业大学

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