20世纪以来, 随着全球能源需求的日益增长和石化燃料的日渐枯竭, 世界各国在可持续能源发展中不约而同地把生物质能源提到重要的战略位置, 其中废弃生物质能源高值化利用是目前研究的热点之一^{[1, 2]}.厌氧消化技术为废弃生物质能源化提供了有效途径, 富含有机质的秸秆和畜粪作为厌氧消化底物具有较高的产甲烷潜力^{[3, 4]}.我国每年秸秆产量约8亿t, 其中玉米秸秆约占35%;畜禽粪便产量约38亿t, 其中牛粪约占37%^[5~7], 其通常作为生物燃料、饲料或农田有机肥料, 但利用率普遍低于50%~60%^{[8, 9]}.发展高效的废弃生物质厌氧消化技术, 可以有效地消除废弃生物质带来的环境污染, 同时, 产生的甲烷可以补充和替代部分石化燃料, 对可持续能源发展具有重要的推动意义^{[10, 11]}.

近年来, 秸秆畜粪混合物料厌氧消化技术引起了研究人员的广泛关注, 相比秸秆或畜粪作为单一物料, 混合物料可有效调节厌氧消化底物营养、碳氮比等条件, 提高甲烷产量^[12]. Zhou等^[13]发现玉米秸秆和牛粪混合厌氧消化产甲烷量相比于单独使用玉米秸秆提高了29%. Li等^[14]发现当稻秸和牛粪混合比为1:1时, 最大产气量(以VS计)可达到383.5 L·kg^-1.但是, 较低的水解效率往往是影响混合物料厌氧消化应用的一个限制因素.一方面由于底物中纤维素及有机蛋白具有复杂的晶体结构, 在水解酸化细菌的直接接触下难以分解.适宜的物化预处理(如热碱、机械、超声波和堆腐法等)可以有效地脱除或破坏底物的木质素及晶体结构, 提高纤维素、半纤维素、蛋白质的溶出效率^{[15, 16]}, 为后续的水解创造有利条件.与其他方法相比, 热碱预处理法具有操作简单、处理时间短、纤维素等溶出效率高等优点.例如, 李琳等^[17]发现混合物料在适宜的热碱预处理条件下, 甲烷产量比未预处理提高了55%;另一方面由于在厌氧消化过程中, 纤维素、半纤维素和蛋白质等的水解过度依赖水解酸化细菌, 往往导致较长的产甲烷周期^[18].例如, 李凯等^[19]利用牛粪、秸秆和酱油渣混合厌氧消化产气周期为36 d.姜庆宏等^[20]利用秸秆和牛粪混合厌氧消化的产气周期为30 d.

有研究证明, 纤维素水解酶(纤维素酶)、蛋白质水解酶(蛋白酶)可以加速纤维素、蛋白质的水解^{[21, 22]}, 联合物化预处理可有效提高废弃有机质厌氧消化甲烷产量. Nkemka等^[23]采用小麦秸秆为底物进行纤维素酶水解, 以上流式厌氧污泥床作为厌氧消化反应器处理水解液, 发现甲烷产量提高了57%. Wang等^[24]采用“热碱预处理-水解酶”工艺处理猪粪获得水解液, 经厌氧消化甲烷产量提高了5倍, 周期仅1.5 d, 与传统干式消化相比产气周期大大缩短.目前, 已有研究主要将水解酶运用于秸秆或畜粪单一物料水解, 而将其运用于秸秆畜粪混合物料水解方面的研究尚属少见.

本研究提出了一种新型“热碱-分步酶水解-厌氧消化”组合工艺, 利用玉米秸秆与牛粪混合物料作为研究对象, 重点考察混合物料中纤维素、半纤维素、蛋白质获得最高溶出效率的热碱预处理条件; 分步投加纤维素酶及蛋白酶的剂量及操作时间; 以及热碱-酶水解后的混合水解液产甲烷性能及产气周期, 以期为农业废弃物能源高值转化提供一种具备应用前景的工艺技术.

本实验所用玉米秸秆和牛粪取自江苏省射阳县某综合农场.玉米秸秆置于105℃的烘箱中烘干切至2 mm并用粉碎机(YSW-180)粉碎至1 mm.将牛粪过滤以去除大颗粒物后放置-18℃冰箱中备用, 混合物料的基本性质如表 1所示.反应器接种的产甲烷颗粒污泥取自江苏省盐城市某食品加工厂废水处理站的上升流厌氧污泥床反应器, 颗粒污泥的可挥发性悬浮物(VSS)为1.85 g·L^-1, 总悬浮物(TSS)为2.59 g·L^-1(VVS/TSS=0.72).

表 1 (Table 1)

表 1 混合物料的基本特征 Table 1 Characterization of mixture 参数 单位 玉米秸秆 牛粪 混合物料 总固体(TS) % 93.13±0.3 51.17±0.2 72.15±0.25 挥发性固体(VS) % 87.35±1.2 46.60±1.1 66.98±1.15 总碳(TC) %TS 42.13±1.5 31.60±1.2 38.39±1.35 总氮(TN) %TS 1.82±0.1 2.32±0.3 1.20±0.2 纤维素 %TS 34.54±3.2 25.21±1.7 31.23±2.45 半纤维素 %TS 28.83±0.2 20.14±2.1 25.74±1.15 木质素 %TS 17.55±1.7 8.67±1.4 14.40±1.55 蛋白质 %TS 0.13±0.05 35.18±1.7 12.56±2.87

表 1 混合物料的基本特征 Table 1 Characterization of mixture

本实验过程中热碱预处理、分步酶水解阶段均采用同一个不锈钢罐进行间歇操作, 其有效体积为15 L并配有控温装置(WK-T02BRA)、搅拌器(转速40 r·min^-1)和pH探头(HD62-AP800).厌氧消化阶段, 热碱预处理后的混合浆液厌氧消化采用连续搅拌反应器(CSTR), 其有效容积为5 L.热碱-酶水解后的水解液厌氧消化采用膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB), 其反应区容积为3.0 L, 回流比为1:6.两个反应器的温度均通过自动温控器(PCD-33A)控制在(35±1)℃, 为防止极端pH造成反应器运行不稳定, 反应区设有pH探头进行监控, 此外, 采用集气装置收集气体.热碱-酶水解后的水解液实验装置如图 1.

图 1

Fig. 1

图 1 实验装置示意 Fig. 1 Schematic of experimental device

热碱预处理阶段:将3 kg玉米秸秆和3 kg牛粪与6 kg水混合加入15 L的不锈钢罐中并连续搅拌.为获得适宜的热碱预处理条件, 本实验设置了4组不同质量分数的NaOH(0.1%、0.5%、0.8%和1.2%), 及4组不同温度(60、70、80和90℃)进行热碱预处理, 同时设置了一组对照实验, 用于比较热碱预处理效果以获得适宜的操作条件, 在此条件下产生的混合物料浆液作为后续酶水解阶段的实验对象.

酶水解阶段:秸秆牛粪混合物料中的纤维素约占31.23%, 蛋白质约占12.56%, 半纤维素约占25.74%, 见表 1.纤维素和蛋白质是混合物料中主要的大分子有机物, 而半纤维素相对分子量较小, 在厌氧消化阶段容易降解^[25].因此, 本实验着重利用纤维素酶和蛋白酶对热碱预处理阶段溶出的纤维素和蛋白质进行酶解, 选用的纤维素酶(Cellucast^®)和蛋白酶(Alcalase^®)来自诺维信生物技术有限公司.纤维素酶和蛋白酶的pH和温度条件分别为pH: 5.5~6.5、温度: 50~60℃和pH: 8.5~9.5、温度: 55~80℃.酶水解的第一阶段投加纤维素酶, 待反应充分之后调节pH和温度, 进行第二阶段投加蛋白酶.为获得适宜的酶水解操作条件, 分别设置了4组投加量(以VS计)(纤维素酶: 60、70、80和100 U·g^-1; 蛋白酶: 9、12、20和30 U·g^-1), 各采用4组水解时间(纤维素酶: 12、15、18和20 h; 蛋白酶: 2、3、4和5 h)进行分步操作.在纤维素酶水解阶段, 通过比较获得适宜酶水解操作条件, 并将此条件下产生的混合浆液用于后续的蛋白酶水解.

厌氧消化阶段:将2 L污泥接种到两个反应器中, 将热碱预处理后的混合浆液加入CSTR中并不停搅拌(转速40 r·min^-1).热碱-酶水解后的水解液通过蠕动泵(BT100-2J)从不锈钢罐中吸取并从EGSB反应器底部打入, 同时开启回流泵, 使水解液与污泥充分混合接触.厌氧消化过程中产生的气体均通过集气装置进行收集并测定甲烷产量.反应过程中测定反应器中COD和VFAs浓度.玉米秸秆和牛粪混合物料经过热碱预处理、酶水解及厌氧消化的处理过程如图 2所示.

图 2

Fig. 2

图 2 混合物料不同处理条件流程 Fig. 2 Processing flow of mixed substrates under different treatment conditions

pH由pH计(PHS-3C)测定.总固体(TS)、总氮(TN)、挥发性固体(VS)和化学需氧量(COD)均依照文献[26]采用相应的标准方法进行测定.纤维素、半纤维素和木质素由纤维测定仪(CXC-06)分析.糖类采用高效液相色谱(FLEXAR FX-20)测定.总碳(TC)由总有机碳分析仪(multi N/C-2100)测定.蛋白质、有机氮、氨氮由凯氏定氮仪(UPW-N700T)测定.甲烷和挥发性脂肪酸(VFAs)由气相色谱仪(GC-18C)测定.

热碱预处理溶出效率的计算公式如下(以纤维素为例, 半纤维素和蛋白质的计算与此类同):

酶水解效率的计算公式如下(以纤维素为例, 蛋白质的计算与此类同):

纤维素水解效率=(投加水解酶前上清液中纤维素浓度-投加水解酶后上清液中纤维素浓度)/投加水解酶前上清液中纤维素浓度×100%

COD降解效率的计算公式如下:

COD降解效率=(原水解液中COD浓度-水解液厌氧消化过程中COD浓度)/原水解液中COD浓度×100%

不同温度和NaOH用量对混合物料溶出效率的影响见表 2.经热碱预处理后, 纤维素、半纤维素和蛋白质的溶出效率均有所增加, 这是由于物料的复杂结构在热碱作用下被有效破解, 纤维素、半纤维素和蛋白质被释放出来.在投加NaOH质量分数为0.1%、0.5%、0.8%、1.2%和60℃条件下, 纤维素溶出效率与未预处理相比分别提高13.61%、19.26%、16.46%和16.40%, 半纤维素溶出效率分别提高8.99%、10.85%、11.02%和10.44%, 蛋白质溶出效率分别提高5.30%、6.37%、6.50%和4.86%. 70℃下的纤维素、半纤维素和蛋白质溶出效率变化与60℃下的情况相接近.在80℃下, 纤维素溶出效率分别提高17.82%、24.84%、24.33%和22.77%, 半纤维素溶出效率分别提高9.90%、12.24%、13.22%和10.32%, 蛋白质溶出效率分别提高6.83%、8.92%、8.96%、6.88%. 90℃下的纤维素、半纤维素和蛋白质的溶出效率变化与80℃下的情况相接近.通过比较得出, 在各温度下纤维素的溶出效率均在0.5% NaOH的碱用量下达到最高, 半纤维素、蛋白质的溶出效率则在0.8% NaOH条件下达到最高, 但仅比0.5% NaOH条件下高出约1%.因此, 选择0.5% NaOH作为热碱预处理的碱用量.

表 2 (Table 2)

表 2 不同热碱预处理条件对混合物料溶出效率的影响/% Table 2 Influence of different thermo-alkali conditions on dissolution efficiency of mixed substances/% 项目 温度/℃ NaOH 未预处理 0.1% 0.5% 0.8% 1.2% 纤维素 60 5.01±0.1 18.62±1.8 24.27±1.2 21.47±1.1 21.41±0.1 70 5.01±0.1 18.75±1.1 25.11±0.2 22.52±0.2 22.89±1.2 80 5.59±0.4 23.41±0.2 30.43±1.1 29.92±0.4 28.36±1.3 90 5.98±0.01 23.32±1.3 28.81±1.2 28.07±0.3 27.19±0.6 半纤维素 60 6.12±0.2 15.11±1.4 16.97±0.3 17.14±1.2 16.56±1.4 70 6.35±1.2 16.12±0.2 17.18±1.4 17.78±0.5 16.95±0.7 80 7.21±0.2 17.11±0.4 19.45±1.2 20.43±0.2 17.53±1.3 90 8.23±1.4 16.24±0.9 17.08±0.5 17.56±0.3 17.23±0.2 蛋白质 60 2.36±0.4 7.66±0.2 8.73±0.1 8.86±1.3 7.22±0.2 70 3.08±0.5 9.27±0.1 9.67±0.3 9.91±0.4 9.11±0.6 80 3.27±0.4 10.1±1.2 12.19±1.1 12.23±0.3 10.15±0.2 90 2.53±0.2 7.69±0.3 8.16±0.2 8.41±0.5 7.35±1.2

表 2 不同热碱预处理条件对混合物料溶出效率的影响/% Table 2 Influence of different thermo-alkali conditions on dissolution efficiency of mixed substances/%

当碱用量和温度提高到一定程度时, 纤维素、半纤维素和蛋白质的溶出效率会下降, 这可能是由于较高的碱度和温度导致部分溶出的纤维素、半纤维素和蛋白质被分解.在0.5% NaOH碱用量条件下, 当温度分别为60、70、80和90℃时, 纤维素溶出效率分别增高19.26%、20.10%、24.84%和22.83%, 半纤维素溶出效率分别增高10.85%、10.83%、12.24%、8.85%, 蛋白质溶出效率分别增高6.37%、6.59%、8.92%和5.63%.通过比较得出, 纤维素、半纤维素和蛋白质在80℃时溶出效率最高, 当温度继续提高到90℃, 溶出的纤维素、半纤维素和蛋白质被降解, 尤其是半纤维素和蛋白质降解较为明显, 间接导致溶出效率下降.李琳等^[17]在55℃下利用2.5% KOH对玉米秸秆进行预处理, 半纤维素降解效率达到74.30%, 纤维素则无明显变化, 证明较高的碱用量也可以促进半纤维素降解, 但是对纤维素的降解则无明显作用.因此, 本实验选择相对较高的温度(80℃)和较低的碱用量(0.5% NaOH)作为热碱预处理的操作条件, 使得原料中的纤维素、半纤维素和蛋白质获得较高的溶出效率.

酶水解第一阶段, 向热碱预处理(条件: 80℃和0.5% NaOH)后的混合浆液中投加纤维素酶.由图 3可见, 随着纤维素酶投加量和水解时间的增加, 纤维素水解效果明显.当纤维素酶投加量为60 U·g^-1时, 随着水解时间从12 h增加到20 h, 纤维素水解效率从32.72%提高到54.48%.当纤维素酶投加量为70 U·g^-1时, 纤维素水解效率随着时间的变化趋势与投加量为60 U·g^-1时情况接近.纤维素酶投加量为80 U·g^-1时, 随着水解时间从12 h增加到20 h, 纤维素水解效率从50.24%提高到74.46%.但是, 纤维素酶投加量为100 U·g^-1、水解时间为20 h的条件下与投加量为80 U·g^-1、水解时间为18 h相比, 纤维素水解效率仅提高0.78%, 这说明当纤维素酶投加量和水解时间达到一定时, 热碱预处理溶出的大部分纤维素已被水解, 继续投加纤维素酶则对水解效果影响不大.因此, 选择的纤维素酶水解条件:投加量80 U·g^-1, 水解时间18 h.此条件下, 纤维素水解效率为74.08%.黄爱玲等^[27]利用纤维素酶对玉米秸秆进行水解发现随着水解时间的延长, 水解速度减缓, 反应到24 h后, 还原糖浓度开始保持稳定.

图 3

Fig. 3

图 3 不同条件下纤维素酶的水解效果 Fig. 3 Hydrolysis effect of cellulase under different conditions

酶水解第二阶段, 向纤维素酶水解(条件:投加量80 U·g^-1, 水解时间18 h)后的物料中投加蛋白酶.与纤维素酶相似, 在蛋白酶的作用下, 底物蛋白质随着投加量和水解时间的增加而减少, 而且当蛋白酶投加量和水解时间达到一定时, 蛋白质水解效率变化不明显.由图 4可见, 当蛋白酶投加量为9 U·g^-1时, 随着水解时间从2 h增加到5 h, 蛋白质水解效率从41.94%提高到57.07%.蛋白酶投加量为12 U·g^-1时, 蛋白酶水解效率随时间变化情况与投加量为9 U·g^-1时相类似.当蛋白酶投加量为20 U·g^-1时, 随着水解时间从2 h增加到5 h, 蛋白质水解效果从54.57%提高到75.84%.当蛋白酶投加量继续提高到30 U·g^-1, 与投加量为20 U·g^-1的水解效率相比, 蛋白质水解效率提高不明显.因此, 确定20 U·g^-1为适宜的蛋白酶投加量.在此投加量下, 蛋白质水解效率在4 h达到74.01%, 5 h仅比4 h提高1.83%, 因此, 确定4 h为适宜的水解时间. Wang等^[24]利用蛋白酶水解猪粪粗蛋白时获得最优时间为4 h, 与本实验所得结果蛋白质水解时间相一致.

图 4

Fig. 4

图 4 不同条件下蛋白酶的水解效果 Fig. 4 Hydrolysis effect of protease under different conditions

综上所述, 各阶段的适宜条件为:热碱预处理(80℃和0.5% NaOH); 分步酶水解(纤维素酶:投加量80 U·g^-1, 水解时间18 h; 蛋白酶:投加量20 U·g^-1, 水解时间4 h).混合物料浆液组分在上述条件下的组分变化见表 3, 以未预处理作为对照, 热碱预处理后的纤维素、半纤维素和蛋白质分别增加了4.44、1.71和2.67倍.酶水解后纤维素和蛋白质的水解效率分别达到74.08%和74.01%, 水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖分别提高了27、32和12倍, TS和VS下降到未预处理前的42.00%和39.00%. Wang等^[24]发现经过热碱预处理和蛋白质酶水解, 猪粪中的TS和VS只剩下原来的47%和41%, 且蛋白质水解效率达到63%.本实验发现通过水解酶和蛋白酶的分步投加, 使得混合物料中的纤维素、半纤维素和蛋白质水解效率明显提高, 这说明混合物料在热碱、酶水解前处理条件下, 可以大幅度将混合物料中大分子有机物转为小分子有机物进入液相, 为后续的厌氧消化产甲烷提供适宜和稳定的底物(水解液).

表 3 (Table 3)

表 3 混合物料浆液中各组分变化/g·L-1 Table 3 Change of each constituent in the slurry of mixed substances/g·L-1 项目 未预处理 热碱预处理 热碱-酶水解 TS 360.42±2.3 289.10±3.4 151.37±1.1 VS 334.87±3.5 263.50±1.8 130.59±0.8 纤维素 20.13±0.2 109.58±1.2 28.41±0.2 半纤维素 25.91±0.4 70.10±0.2 65.32±0.4 木质素 21.46±0.2 19.13±0.1 —1) 葡萄糖 — 0.31±0.01 8.73±0.2 木糖 — 0.42±0.04 13.94±0.03 阿拉伯糖 — 0.45±0.02 5.93±0.01 TC 28.50±0.3 87.26±1.1 103.52±0.3 TN 3.15±0.07 15.34±0.04 4.57±0.07 蛋白质 11.81±0.6 43.39±0.1 11.27±0.6 1)“—”表示文章中没有相关数据

表 3 混合物料浆液中各组分变化/g·L-1 Table 3 Change of each constituent in the slurry of mixed substances/g·L-1

热碱预处理后的混合浆液(对照组)和热碱-酶水解后的水解液(实验组)厌氧消化甲烷产量及累积量变化见图 5, 甲烷产量均呈现先上升再下降的趋势.在厌氧消化初期, 两组的甲烷产量均较低, 可能是由于反应器中的产甲烷污泥正处于一个底物切换的适应阶段, 活性相对较低, 导致初期产气量低.对照组的甲烷产量从第6 d开始迅速上升并在第11 d达到峰值1 223 mL·d^-1(51 mL·h^-1), 之后开始下降并在第19 d趋于稳定.而实验组的甲烷产量从第9 h开始迅速上升并在第25 h达到高峰(750 mL·h^-1), 随后开始迅速下降并在第50 h后稳定在60 mL·h^-1, 通过比较得出, 实验组的甲烷效率(每小时产量)显著高于对照组(约14倍), 同时产气周期显著低于对照组.由图 5可见, 对照组的累积产甲烷量从第19 d开始趋于稳定, 稳定值为11 000 mL; 而实验组累积产甲烷量从第50 h开始达到稳定, 稳定值为15 000 mL, 比较得出实验组累积产甲烷量提高了约0.5倍. Wei等^[5]以牛粪和玉米秸秆为混合底物通过化学预处理后进行厌氧消化, 产气周期为20 d, 累积甲烷量最高为10 000 mL.吴强等^[28]以秸秆和蓝藻混合为消化原料, 经过热碱预处理后累积产气量达到最大值11 071 mL.其得出的结果基本与本研究对照组一致, 相比之下, 本研究的实验组累积产甲烷量提高了0.5倍, 产气周期缩短了约17 d.

图 5

Fig. 5

(a)热碱预处理后的混合浆料(对照组); (b)热碱-酶水解后的水解液(实验组) 图 5 厌氧消化过程中的甲烷产量 Fig. 5 Production of methane during anaerobic digestion

由图 6可见, 对照组和实验组的COD降解效率均呈先逐步上升后趋于稳定的变化趋势, 对照组的COD降解效率在19 d开始趋于稳定(82%), 实验组则在50 h达到稳定值92%. VFAs是厌氧消化过程的重要中间产物, 糖类等有机物在水解细菌的作用下转化为VFAs, 产甲烷菌利用乙酸形成甲烷, 一般情况下乙酸占VFAs的60%~70%^[29].由图 6、7可见, 对照组总VFA在第11 d时达到最高, 其值为4 785 mg·L^-1, 此时乙酸占总VFA的48%, 到第19 d时总VFA开始趋于稳定(1 267 mg·L^-1), 此时乙酸为291 mg·L^-1, 占总VFA的23%.而实验组乙酸在第25 h时达到3 875 mg·L^-1, 占总VFA的52.9%, 此时总VFA达到最高(7 500 mg·L^-1), 在50 h之后总VFA平稳在1 500 mg·L^-1直至反应结束, 此时乙酸为311 mg·L^-1, 占总VFA的19.3%.由图 5可见, 对照组和实验组累积产甲烷量分别在19 d和50 h之后开始稳定, 这是由于反应前期有机物被转化为VFAs, VFAs积累到一定程度开始迅速产甲烷, 而在产甲烷量达到最高之后, VFAs被一定程度地消耗, 累积甲烷量开始逐渐稳定^[30].从图 5、6中可看出, 对照组和实验组甲烷产量和COD降解效率分别在19 d和50 h(2.1 d)之后开始稳定, 可视为各自的产甲烷周期. Nkemka等^[23]将小麦秸秆进行蒸汽爆破预处理和酶水解, 发现水解液厌氧消化的产气周期为2.7 d, 略高于本实验组的产气周期. Wang等^[24]通过热碱-酶水解处理得到的猪粪水解液在EGSB中的产气周期为1.5 d, 略低于本实验组的产气周期.而传统热化学预处理下的混合物料产甲烷周期一般在20~40 d^{[19, 20]}, 相比之下, 热碱-分步酶水解工艺可显著提高秸秆畜粪混合物料厌氧消化产甲烷效率, 有效缩短产气周期.

图 6

Fig. 6

(a)热碱预处理后的混合浆料(对照组); (b)热碱-酶水解后的水解液(实验组) 图 6 厌氧消化过程中总VFA和COD的变化情况 Fig. 6 Changes of VFAs and COD during anaerobic digestion

图 7

Fig. 7

(a)热碱预处理后的混合浆料(对照组); (b)热碱-酶水解后的水解液(实验组) 图 7 不同运行状态下的VFAs组成情况 Fig. 7 Composition of VFAs during different operating states

(1) 热碱预处理在NaOH质量分数为0.5%, 温度为80℃条件下, 可使玉米秸秆和牛粪混合物料中的纤维素、半纤维素和蛋白质获得较高的溶出效率, 可为分步酶水解阶段提供充足的待水解物质.

(2) 分步投加纤维素酶和蛋白酶并满足适宜的操作条件, 可使热碱预处理溶出的纤维素和蛋白质高效地转化为糖类等小分子有机物, 为后续厌氧消化提供稳定、易利用的底物.

(3) 热碱-酶水解作为前处理可有效提升后续的厌氧消化产甲烷性能, 可显著提高产甲烷效率和缩短产气周期, 使得水解阶段不再是混合物料厌氧消化的限速步骤.本研究结果可以为开发高效的农业废弃物能源高值化技术提供重要的方法.