茄子作为中国广受欢迎的农产品之一,每年收获后大量废弃秸秆被就地燃烧,不仅浪费了潜在资源,更加重了环境污染。厌氧消化技术将废弃物资源转化为可再生能源,过程高效清洁,具有广阔的应用前景。茄子秸秆内含丰富的有机物质,可以作为原材料降解消化。因此,本课题将通过厌氧消化技术有效利用茄子秸秆。首先,为确定最佳消化条件,在不同温度下利用响应面法探究了接种比和有机负荷在一定范围内对茄子秸秆产甲烷性能的影响。结果表明,有机负荷是影响茄子秸秆产甲烷性能的关键因素;在接种比为3.0,有机负荷为35.0 g VS/L时,茄子秸秆产甲烷性能表现最好。37℃和55℃最佳消化条件下茄子秸秆累计甲烷产量分别为110.3 mL/g VS和121.3 mL/g VS,与最大理论产甲烷潜力320.0 mL/g VS差距较大,这主要是因为茄子秸秆中木质纤维素较难水解,因此需要对茄子秸秆进行预处理。其次,为加强茄子秸秆的水解性能,探究了十种不同的预处理方法,涉及酸(H2SO4、H3PO4)、碱(NaOH、KOH、Ca(OH)2)、碱性过氧化氢(三种碱调节pH)、微波和超声,对茄子秸秆的组成和结构变化的影响。选择其中变化较大的四种预处理方法,在厌氧消化最佳条件下探究其对茄子秸秆产甲烷性能的影响。此外,为节约药品和水资源,探究了预处理黑液多次预处理茄子秸秆和减少预处理剂中碱的用量对茄子秸秆产甲烷性能的影响。结果表明,NaOH、KOH和碱性过氧化氢(NaOH或KOH调节pH)预处理对茄子秸秆组成和结构变化影响较大。在最佳消化条件下,1.5%碱性过氧化氢预处理(KOH调节pH至11.5)后茄子秸秆累计甲烷产量最高为262.2 mL/g VS,生物降解率高达81.8%。预处理黑液预处理茄子秸秆和降低预处理剂中碱的用量均不能显著提高茄子秸秆产甲烷性能,除1.5%碱性过氧化氢预处理(KOH调节pH至11.5)外,最高累计甲烷产量较未处理茄子秸秆分别提升了 156.5%和70.2%。最后,为最大化茄子秸秆产甲烷性能,探究了碱性过氧化氢预处理茄子秸秆分别与猪粪、鸡粪和牛粪在不同比例下共消化的产甲烷性能。结果表明,预处理茄子秸秆与猪粪共消化的产甲烷性能较好,当预处理茄子秸秆:猪粪为1:1、1:2和1:4(基于挥发性固体含量,VS)时,累计甲烷产量分别为 283.4 mL/g VS、338.8 mL/g VS 和 359.2 mL/g VS,较未处理茄子秸秆(60.4 mL/g VS)分别提升了 369.2%、460.9%和494.7%。本课题针对茄子秸秆高效厌氧消化展开了研究,为大规模工业化利用茄子秸秆废弃资源提供有效依据。