酸性氧化电位水预处理生物质秸秆方法
【专利说明】
所属技术领域
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[0001]本发明涉及一种用酸性氧化电位水对生物质秸杆厌氧沼气工艺的预处理的应用和方法。
【背景技术】
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[0002]由于秸杆的木质纤维素含量高、消化率低、产气量少，一般不能完全以秸杆原料生产沼气。在厌氧发酵前，对秸杆进行快速化学处理，预先把秸杆转化成易于消化的“食料”，可使秸杆的产气量提高50%至120%，为秸杆的规模化生物厌氧发酵提供了前提条件。化学处理法主要是利用酸或碱对原料进行预处理，破坏细胞壁中半纤维素与木质素形成的共价键，从而达到提高秸杆消化率的目的。酸处理主要是利用稀酸将秸杆原料中的半纤维素部分溶解，以达到使原料结构疏松的目的。在文献报导中发现玉米秸杆的纤维素和半纤维素转化率达到了 80.8%。，因此，化学法方便、快速、处理效果好。但化学物质中存留的硫酸根和硝酸根等，导致二次污染，同时，还阻碍生物菌厌氧发酵。为了彻底分解生物质秸杆，将木素彻底分解还原成水和二氧化碳气体，使降解过程中不产生有机化合物，不产生污水，彻底杜绝污染，达到绿色环保的目标，造纸行业引用高电位酸性氧化电位水和生物酶的制纸浆工艺，用于生物质木质素彻底分解(见专利CN101608411B)
[0003]酸性氧化电位水系普通自然原水(如自来水等)中加入少量氯化钠(低于0.1% )，经过特殊的离子交换隔膜电解装置进行微电解处理，在阳极区产生的具有高氧化还原电位(Oxidat1n Reduct1n Potential, 0RP)和低pH值的特殊离子水。酸性氧化电位水(Electrolyzed Oxidizing Water, E0W),也称强酸性电位水。酸性并不一定就是酸，电解阳极的水，因为未含有化学性；强酸对离子(例如硫酸、硝酸溶液中的硫酸根或者硝酸根)，所以它仅因为含有较高浓度H+离子而体现出酸性，但其本身并不能称之为酸。
[0004]酸性电位水作用带有细菌、病毒或其它可溶性有机物的物体表面之后，其中有效成分(如有效氯和活性氧化性中间体粒子等)会迅速与物体表面的细菌、病毒或可溶性有机物发生作用，细菌等有机体被迅速氧化分解；而酸性电位水本身也随之被还原为普通水。即使酸性电位水附着的物体表面没有或者没有足够量的细菌等有机物，酸性电位水中的有效成分也会因为与空气中还原性的杂质微尘反应而被还原失效。所以，酸性氧化电位水在实际应用后无任何残留。
[0005]根据酸性氧化电位水的具有高氧化还原电位和低pH值的特殊离子的作用将酸性氧化电位水应用于生物质秸杆预处理，把生物质秸杆中木质素和木纤维彻底分解，还原成水和二氧化碳气体，是具备理论依据的。
【发明内容】
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[0006]为了解决生物质秸杆能源化，本发明将采用酸性氧化电位水，对封闭在无氧状态里的生物质秸杆，实施流动搅拌和恒温厌氧发酵，自身产酶分解。实现酸性氧化电位水对生物质秸杆厌氧沼气工艺预处理的应用。
[0007]技术方案:
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:运用特殊的离子交换隔膜电解装置，进行微电解处理，产生的具有高氧化还原电位和低PH值的特殊离子水。既，酸性氧化电位水。
[0009]本发明将酸性氧化电位水，通过循环水泵，对封闭在无氧状态里的生物质秸杆实流动搅拌，封闭状态里的生物质秸杆、因发酵产生一定温度，温度的升高并产生大量微生物菌体，由与微生物的作用，以及高氧化还原电位和低PH值的特殊离子水的作用，促使原料中的半纤维素和木质素酸化酶解，纤维素酶水解成可发酵性糖。进而，产生大量的生物酶，产生的生物酶转而分解木质素，如此转化形成了厌氧产乙酸的的过程。完成了生物质秸杆在酸性氧化电位水的作用下，自身产酶分解。实现酸性氧化电位水对生物质秸杆厌氧沼气工艺预处理的应用。
[0010]有益效果:
[0011]本发明所具有的优点及积极效果，是用酸性氧化电位水取代了化学处理生物质秸杆的方法，彻底快速的分解生物质秸杆，将木素彻底分解还原成水和二氧化碳气体，使降解过程中不产生有机化合物，不产生污水，彻底杜绝污染，达到绿色环保的目标
【附图说明】
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[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]图1是本发明的酸性氧化电位水预处理生物质秸杆方法工艺结构流程图。
[0014]图中1.酸性氧化电位水，2.循环水泵，3.管道，4酸性氧化电位水反应罐.，5.多相反应罐，6.管道，
【具体实施方式】
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[0015]在图1中，酸性氧化电位水(I)经循环水泵，(2)、进入酸性氧化电位水反应罐(4)，反应罐出来的液体经管道(6)进入多相反应罐深化厌氧，多相反应罐出来的沼液经管道
(3)流回至酸性氧化电位水(I)实施内循环流动。
【主权项】
1.一种酸性氧化电位水预处理生物质秸杆方法，是将采用酸性氧化电位水，对封闭在无氧状态里的生物质秸杆，实施流动搅拌和恒温厌氧发酵，自身产酶分解。实现酸性氧化电位水对生物质秸杆厌氧沼气工艺预处理的应用。
2.根据权利要求1所述的酸性氧化电位水预处理生物质秸杆方法，其特征是:将采用酸性氧化电位水对生物质秸杆厌氧沼气工艺预处理的应用。
3.根据权利要求1所述的酸性氧化电位水预处理生物质秸杆方法，其特征是:将酸性氧化电位水，实施在封闭无氧状态里的生物质秸杆，进行流动搅拌和恒温厌氧发酵，自身产酶分解的生物质秸杆厌氧沼气预处理工艺。
【专利摘要】用酸性氧化电位水，对封闭在无氧状态里的生物质秸秆，实施流动搅拌和恒温厌氧发酵，自身产酶分解。实现酸性氧化电位水对生物质秸秆厌氧沼气工艺预处理的应用。
【IPC分类】C12P5-02
【公开号】CN104862340
【申请号】CN201410061001
【发明人】徐东来, 胡瑞, 丁先堂, 杨邦中, 管守胜, 许玉红, 张曼丽, 吕宏生
【申请人】宿迁市应农生物质能研发中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月24日