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摘要
针对秸秆类农业废弃物干法厌氧发酵过程中易产生物料分层、表面结垢以及存在“死角”等问题，通过改进横卧推流式中试厌氧反应器搅拌工艺，探索了连续运行条件下机械搅拌、前端气动搅拌和全程气动搅拌等3种单一搅拌方式对稻秸干法厌氧发酵产气规律、底物降解特性及系统稳定性的影响，并通过进一步设置不同的搅拌频次优化了机械搅拌和前端气动搅拌组合工艺，综合考察了发酵效率和能源消耗情况。结果表明，在单一搅拌工艺条件下，稻秸干法厌氧发酵40 d总产气量呈现出“机械搅拌>前端气动搅拌>全程气动搅拌”的规律，分别为75.5、66.5和61.9 m3，对应的单位VS产气量分别为441.9、389.3和362.3 L·kg-1，这说明采用改进型框型叶片的机械搅拌可有效翻动物料，以促进其与发酵液的充分接触。在进一步优化“机械+前端气动”的组合搅拌工艺后发现，稻秸40 d产气量与单一机械搅拌模式较为接近，尤其是“机械搅拌(每天4次)+前端气动搅拌(每天4次)”的组合搅拌方式，单位VS产气量高达447.2 L·kg-1，纤维素和半纤维素降解率分别可达14.9%和15.1%；但从能源损耗角度来看，“机械搅拌(每天2次)+前端气动搅拌(每天4次)”的组合搅拌方式中能耗最低，仅为单一机械搅拌方式能耗的约40%。在稻秸干法厌氧发酵工程实际运行过程中，可根据厌氧发酵效率和能耗节省需求，因地制宜地选择合适的组合搅拌工艺。本研究结果可为木质纤维素类废弃物干法厌氧发酵工程中的搅拌方式改进提供参考。
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