厭氧發酵是秸稈無害化處理和循環利用的有效方式。由于秸稈原料流動性差，高濃度發酵過程中容易出現結殼現象，嚴重影響料液的傳質作用，從而影響產氣率。生產中主要通過機械攪拌的方式加以解決，但能耗較高、維修困難。超聲波的空化作用及機械傳質作用在生物工程中已得到廣泛應用。低頻超聲波產生有規律而和緩的空化泡，并以非線性的方式在媒質中循環震蕩。
這個過程主要發生在界面層、膜或細胞壁附近以及細胞液內，促進反應底物進入酶生物催化劑的活性部位及產物進入介質中的傳質作用，還可以減少次生代謝產物積累對微生物代謝的抑制作用，促進代謝產物的合成，從而增強微生物的活性、加速細胞的生長和生物反應速率15。同時，超聲波所形成的空化泡在破裂時產生強烈沖擊可有效提高固體中可溶物的溶出速度，并產生類似于“沸騰”的攪拌作用。因此，超聲處理技術在秸稈厭氧發酵過程中具有良好的應用前景。試驗采用自制的恒溫厭氧發酵裝置。厭氧罐容積5.2L，采用夾層有機玻璃，可通入恒溫水以保證一定的發酵溫度；
超聲波清洗機（昆山超聲儀器有限公司），作為超聲波發生器；集氣罐采用水封的方式，可通過測量氣體高度計算產氣體積。
本文研究了超聲處理對厭氧微生物生長發育、可溶物溶出度的影響，以及超聲處理強度、單次超聲處理時間及時間間隔對秸稈厭氧發酵產氣量和沼氣中CH4含量的影響，得出以下主要結論：
(1）1.2Ｗ/cm2的聲強以下，增加超聲波聲強可促進厭氧微生物的生長發育，但當聲強達到0.8w/cm2后，超聲波對厭氧微生物生長的促進作用減弱；適度的超聲處理時間對提高生物量的效果較好，但長時間的超聲處理會抑制細菌的生長；0.8w/cm2、30min的超聲處理，秸稈的溶出率可提高13.5％。
(2）優化的超聲處理工藝參數為超聲處理強度1.0w/cm2、單次超聲處理時間15min、超聲處理時間間隔50min。從整個發酵過程來看，超聲處理未帶來CH4含量的顯著變化，但使產氣高峰提前4~5d，同時可提高總產氣量24.48％，提高CH4產量25.92％。超聲處理可通過促進厭氧菌的生長、加速秸稈養分的溶出、改善發酵液的傳質作用來提高產氣效率。
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