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我国每年产生大量的农作物秸秆，相对于传统的生物质废弃物处理方法，厌氧发酵技术能够将秸秆进行厌氧发酵，产生生物质能源-秸秆生物气（主要成分为甲烷和二氧化碳），而得到人们的广泛关注。然而由于秸秆中木质素与纤维素的镶嵌结构，以及对秸秆降解性能和降解机理的研究不足，导致了秸秆厌氧发酵的效率低下，生物质转化率不高，制约了秸秆厌氧发酵工业化的推广。针对秸秆厌氧发酵的不足，论文以小麦秸秆为原料，以中温干式厌氧发酵为基础，提出了氨化厌氧发酵的新方法，研究了相关的工艺过程，阐明了小麦秸秆的结构变化、厌氧生物降解性能和降解机理。本论文的主要研究内容有三个部分。其一，以小麦秸秆为原料，在中温条件下，研究了干式厌氧发酵快速启动的条件，优化了快速启动的工艺；其二，采用红外光谱(FTIR)、电子显微镜(SEM)、视频光学接触角测定仪(GBX)、热重分析(TGA)等方法，研究了氨化处理前后小麦秸秆的微观结构变化；其三，详细的研究了小麦秸秆的氨化厌氧发酵工艺和厌氧生物降解过程，对发酵前后秸秆成分的改变、发酵产气量、COD浓度和发酵液pH等因素进行了测定分析。研究结果表明：（1）在中温条件下，尿素添加量占秸秆质量的4.5%，猪粪与秸秆的质量比为1:2，污泥的接种量为发酵总量的45%时，秸秆厌氧发酵产气量和产气速率达到最佳，得到了秸秆干式厌氧发酵快速启动的最优条件。（2）氨化处理使小麦秸秆纤维内部发生明显的变化，部分官能团发生断裂，纤维素与木质素发生分离。氨化处理破坏了秸秆蜡质层，表层由不亲水变为亲水，并且经处理后的秸秆热稳定性增加，可以说明小麦秸秆中纤维素类结构的变化是干式厌氧发酵产气量提高的内在原因。（3）小麦秸秆氨化厌氧发酵工艺，其产气量明显高于常规的厌氧发酵工艺，发酵进行了50d，氨化氧发酵工艺的累计产气量达到11263.27ml，与未处理的麦秸产气量5011.32ml相比，产气量提高了55.6%；氨化预处理后的产气时间与未处理的39d相比提前了5d，单位产气量提高了15%。