三种湿地植物厌氧发酵产甲烷特性及产物稳定性研究

摘 要：为研究湿地植物能源化利用潜力，采用全自动甲烷潜力测试系统对不同温度下三种湿地植物厌氧发酵产甲烷特性进行评价，并对产甲烷过程及发酵产物稳定性进行模拟和分析。结果表明：在30 d发酵周期内，中温（37 ℃）下三种湿地植物巨菌草、狐尾藻和水葫芦累积甲烷产量分别达166.5、159.4、236.9 mL·g -1 VS，分别比常温（25 ℃）提高了29.6%、18.3%和39.9%（P<0.01），且中温 发酵产气速度更快，发酵周期更短，挥发性固体（VS）去除率更高；采用热重-示差扫描量热法（TG-DSC）对发酵产物稳定性进行分 析，TG曲线呈现三个明显失重过程（100 ℃，250~350 ℃及400~600 ℃），全发酵周期总失重率逐渐降低，DSC曲线有两个明显的放热 峰，低温区（300 ℃）放热强度逐渐降低，高温区（400~550 ℃）狐尾藻峰强度逐渐降低，巨菌草和水葫芦逐渐增加，且峰值右移，表明 有机物逐步降解，发酵产物稳定性增加；采用Cheynoweth方程对巨菌草、狐尾藻和水葫芦中温发酵产气过程进行拟合，模型相关系 数均大于0.95，产气预测值和实测值差异比分别为1.98%、0.82%和0.32%（P>0.05）。研究表明厌氧发酵制甲烷是湿地植物资源化 利用的有效途径，有利于解决人工湿地技术二次污染问题。