The cumulative biogas productions obtained from treated rice straws were considered to compare the effects of NH3·H2O and H2O2 pretreatments on AD. Among all the treatments, the rice straws treated with 4% and 3% H2O2 yielded 327.5 and 319.7mL/gVS, respectively, which were higher than that of the pretreatment with the same concentration of NH3·H2O (Fig. 7). The 4% and 3% H2O2 also had higher efficiencies in decomposing hemicelluloses, cellulose, and lignin than that of the 4% and 3% NH3·H2O (Table 1). Compared to the NH3·H2O, H2O2 pretreatment is easier to operate and manage compared because the pH value in the former need not be adjusted in feeding the anaerobic material before AD. In addition, H2O2 has a minor, but distinctive and sometimes annoying smell; however, a low concentration would not be harmful to the human health and environment. Third, H2O2 is cheaper than NH3·H2O. In China, H2O2 only costs 7 CNY (Abbreviation for Chinese Yuan, and a dollar is equivalent to 6.27 CNY, on Jan 1, 2012; Bank of China) per 500 mL, whereas a similar amount of NH3·H2O costs 10 CNY. Hence, 4% and 3% H2O2 pretreatments are recommended for the biogasification of rice straw. However, the optimal hydrogen peroxide dosage was 3%, considering economic cost and biogas yield.
Recently, some researchers combined the different pretreatment methods to increase the biogas yield during the process of anaerobic digestion (Chang et al, 2001a; Chang et al, 2001b; Kang et al. 2012). Although both NH3·H2O and H2O2 pretreatments significantly increased the anaerobic digestion efficiency in our study, combination of these two chemicals would probably not result in increased biogasification because there would be a reaction on the integration of NH3·H2O and H2O2, with a production of NH3 gas, which could weaken the oxidizability of H2O2 and biodegradation of NH3·H2O on the hemicellulose and lignin. However, some researchers reported that the two-stage pretreatment operating sequentially under alkaline and acidic conditions would meet the purpose better than a single-stage process (Kim and Mazza, 2009). Kim et al. (2011) investigated the fractionation of rice straw by a two-stage pretreatment process consisting of aqueous ammonia followed by sulfuric acid. The first stage was intended for delignification, whereas the second stage is intended for hemicellulose removal. The results showed aqueous NH3 used in the first stage removed lignin selectively but left most of cellulose (97%) and hemicellulose (77%). Dilute acid applied in the second stage removed most of the hemicellulose, partially disrupted the crystalline structure of cellulose, and thus enhanced enzymatic digestibility of cellulose in the solids remaining. Kim and Lee (2006) also conducted a two-stage pretreatment process on fermentation of corn stover using hot-water and aqueous ammonia percolation. Two-stage pretreatment may be a promising method for improving biogas production of agricultural wastes, but more effort should be made to investigate the integration of NH3·H2O and H2O2 pretreatment to improve anaerobic digestion efficiency.
โปรดักชั่นสะสมก๊าซชีวภาพที่ได้จากหลอดข้าวได้รับการรักษาได้รับการพิจารณาเพื่อเปรียบเทียบผลกระทบของ NH3 ·การ H2O และ H2O2 การเตรียมการที่โฆษณา ท่ามกลางการรักษาทั้งหมดที่ฟางข้าวรับการรักษาด้วย 4% และ 3% H2O2 ผล 327.5 และ 319.7mL / GVS ตามลำดับซึ่งสูงกว่าที่ของการปรับสภาพที่มีความเข้มข้นเดียวกันของ NH3 · H2O (รูปที่. 7) 4% และ 3% H2O2 ยังมีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในการย่อยสลายเฮมิเซลลูโลสเซลลูโลสและลิกนินกว่า 4% และ 3% NH3 · H2O (ตารางที่ 1) เมื่อเทียบกับ NH3 · H2O, H2O2 ปรับสภาพจะง่ายต่อการใช้งานและการจัดการเมื่อเทียบเพราะค่าพีเอชในความจำเป็นในอดีตไม่ได้มีการปรับเปลี่ยนในการให้อาหารวัสดุออกซิเจนก่อนที่โฆษณา นอกจากนี้ H2O2 มีเล็ก ๆ น้อย ๆ แต่กลิ่นที่โดดเด่นและน่ารำคาญบางครั้ง; แต่ความเข้มข้นต่ำจะไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ประการที่สาม H2O2 มีราคาถูกกว่า NH3 · H2O ในประเทศจีน H2O2 ค่าใช้จ่ายเพียง 7 หยวน (ตัวย่อภาษาจีนหยวนและเงินดอลลาร์เทียบเท่ากับ 6.27 หยวนเมื่อวันที่ 1 มกราคม 2012; ธนาคาร Bank of China) ต่อ 500 มิลลิลิตรในขณะที่จำนวนที่คล้ายกันของ NH3 ·ค่าใช้จ่าย H2O 10 หยวน ดังนั้น, 4% และ 3% การเตรียม H2O2 มีการแนะนำสำหรับไบโอแก็สที่ทำจากฟางข้าว อย่างไรก็ตามปริมาณไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ดีที่สุดเป็น 3% เมื่อพิจารณาค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจและการผลิตก๊าซชีวภาพผลผลิต.
เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยบางคนรวมวิธีการปรับสภาพที่แตกต่างเพื่อเพิ่มผลผลิตก๊าซชีวภาพในระหว่างขั้นตอนของการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ช้าง, et al, 2001a นั้นช้าง, et al, 2001b ; Kang et al, 2012). แม้ว่าทั้งสอง NH3 · H2O และ H2O2 การเตรียมการอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนในการศึกษาของเรารวมกันของทั้งสองสารเคมีที่อาจจะไม่ส่งผลให้ไบโอแก็สเพิ่มขึ้นเนื่องจากจะมีปฏิกิริยาในการรวมกลุ่มของ NH3 · H2O และ H2O2 ให้กับการผลิตของ NH3 ก๊าซซึ่งอาจลดลง oxidizability ของ H2O2 และย่อยสลายทางชีวภาพของ NH3 · H2O ในเฮมิเซลลูโลสและลิกนิน อย่างไรก็ตามนักวิจัยบางคนรายงานว่าการปรับสภาพสองขั้นตอนการดำเนินงานตามลำดับภายใต้อัลคาไลน์และเงื่อนไขที่เป็นกรดจะตอบสนองวัตถุประสงค์ดีกว่ากระบวนการขั้นตอนเดียว (คิมและ Mazza 2009) คิม, et al (2011) การตรวจสอบแยกจากฟางข้าวโดยกระบวนการปรับสภาพสองขั้นตอนประกอบด้วยแอมโมเนียน้ำตามด้วยกรดกำมะถัน ขั้นตอนแรกตั้งใจจะ delignification ขณะที่ขั้นตอนที่สองมีไว้สำหรับกำจัดเฮมิเซลลูโลส ผลการศึกษาพบน้ำ NH3 ใช้ในขั้นตอนแรกเอาออกลิกนินการคัดเลือกเหลือ แต่ส่วนใหญ่ของเซลลูโลส (97%) และเฮมิเซลลูโลส (77%) เจือจางกรดนำไปใช้ในขั้นตอนที่สองเอาออกส่วนใหญ่ของเฮมิเซลลูโลสที่บางส่วนกระจัดกระจายโครงสร้างผลึกเซลลูโลสและเพิ่มขึ้นดังนั้นการย่อยของเอนไซม์เซลลูโลสในของแข็งที่เหลือ คิมและลี (2006) นอกจากนี้ยังดำเนินการกระบวนการปรับสภาพสองขั้นตอนในการหมักซากถั่วลิสงข้าวโพดโดยใช้น้ำร้อนและน้ำซึมแอมโมเนีย สองขั้นตอนการปรับสภาพอาจจะเป็นวิธีการที่มีแนวโน้มในการปรับปรุงการผลิตก๊าซชีวภาพจากของเสียทางการเกษตร แต่ความพยายามมากขึ้นควรจะทำในการตรวจสอบการรวมกลุ่มของ NH3 ·การ H2O และ H2O2 ปรับสภาพเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้ออกซิเจนในการย่อยอาหาร
การแปล กรุณารอสักครู่..
