稻草是我国主要的农作物秸秆,可作为生物质原料应用于厌氧发酵工程生产沼气。由于秸秆中木质纤维素的结构特殊难以被微生物或酶利用,导致发酵周期长,产气量少。对稻草进行适当预处理可以提高其厌氧消化产气性能缩短产气周期。目前常见的物理法如蒸汽爆破、微波等能耗很高,化学法使用到的酸碱等制备对设备的要求较高,生物法虽然温和节能环保,但是预处理过程耗时且成本高。因此探索可以缩短秸秆的发酵周期、并提高产气量的新型预处理方法是研究的关键。有研究表明利用电化学的氧化性可以有效破坏木质纤维素的结构。实验采用电化学氧阴极还原法制备电解液,研究了化学液(NaOH+H202)法和电化学法(电解液法、电解法)预处理稻草秸秆厌氧发酵的最佳条件,对比分析了不同预处理后稻草秸秆厌氧发酵产气性能,并探究了不同预处理对秸秆降解的机理。首先,分别对化学液(NaOH+H202)和电解液法预处理的温度、时间和含水量进行了优化,对电解法预处理的电流强度、电解时长和温度进行了优化。化学液(NaOH+H202)的最佳预处理条件为:35℃,6倍水,3天,电解液法的最佳预处理条件为:50℃,6倍水,3天,电解法预处理的最佳条件为:35 ℃,0.15 A,5 h。然后实验对比了不同预处理对稻草厌氧发酵产气性能的影响。结果表明,经过电化学法(电解液法与电解法)预处理过的稻草产气最高峰比化学法(化学液和NaOH)提前了 5～12天,产气周期缩短5天以上,T80时间缩短13～16天,累积产气量均达到295mL/gTS,比化学法预处理(化学液:261 mL/gTS,NaOH:249 mL/gTS)分别提高了约18%、13%,TS和VS去除率比NaOH预处理高出了 21%、18%。电化学法预处理后的稻草厌氧发酵的累积甲烷产量比化学法(化学液和NaOH)预处理提高了 6%～13%。数据表明,相比化学法,电化学法预处理可有效提高秸秆厌氧发酵产气量及甲烷含量,并在很大程度上缩短发酵周期。最后,用纤维素测定仪、扫描电镜和X-射线衍射对预处理前后稻草成分进行了分析,探究了不同预处理对秸秆降解的机理。对预处理前后稻草木质纤维素含量分析可知,电解法和电解液法预处理后的稻草与其他预处理组相比半纤维素含量下降明显,纤维素含量有所下降,SEM图像显示,经过电解液和电解法预处理的稻草表面结构破坏程度最大,纤维素结构裸露明显。XRD数据显示电解液法和电解法预处理后秸秆结晶度CrI为50.4%、51.3%,与化学法(45.2%、45.9%)相比有明显提高,结果表明电化学预处理对纤维素无定型区组分的破坏可有效提高微生物对稻草降解利用率。