目前，我國厭氧消化制備生物燃氣的主要原料是畜禽糞污和工業(yè)有機廢水廢渣，且以該類原料制備生物燃氣的技術已經成熟。然而，秸稈沼氣技術目前還不成熟，復雜的木質纖維結構是阻礙其生物降解和利用的主要因素，不均衡的營養(yǎng)結構（C/N）和濕式發(fā)酵原料上浮性是秸稈沼氣大規(guī)模應用的障礙。因此，針對秸稈厭氧消化制備生物燃氣存在的瓶頸，有必要研究低成本低能耗的秸稈預處理技術、開發(fā)與秸稈原料特性相適應的厭氧消化工藝，提高秸稈原料降解率、產氣率，縮短發(fā)酵停留時間，提高厭氧消化系統(tǒng)穩(wěn)定性。
針對秸稈厭氧消化制備生物燃氣存在的技術瓶頸，中國科學院成都生物研究所劉曉風課題組的李東副研究員從秸稈厭氧水解和產甲烷動力學研究、秸稈強化水解產甲烷工藝研發(fā)兩方面開展相關工作，目前在秸稈厭氧水解和產甲烷動力學研究方面獲得了新進展。通過動力學研究，研究人員獲得了比較省時的生化產甲烷潛力測定方法和不可降解有機質含量的確定方法，同時還提出了一種分段水解動力學模型，并分別確定了兩段水解過程的水解動力學常數。以風干玉米秸稈為例，生化產甲烷潛力為319.4 mL/g VS,理論上需要的總產甲烷時間為182.3d，而達到生化產甲烷潛力90%所需要的時間為37天，不可降解有機質含量為24.7%，第一段和第二段的水解動力學常數分別為0.1052和0.03601/d。該研究為秸稈強化水解產甲烷工藝研發(fā)奠定了基礎。
本研究得到了國家自然科學基金、中國科學院重要方向項目、國家科技支撐計劃項目的支持。相關結果發(fā)表在Energy.