污泥和餐廚廢物兩相雙溫發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷研究.pdf

1、兩相厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷技術可分別對污泥和餐廚廢物進行穩(wěn)定化處理并制備氫氣和甲烷。然而，污泥的碳氮比較低且易降解有機質(zhì)含量低，氣體產(chǎn)率通常較低，而餐廚廢物易降解有機質(zhì)含量過高且堿度不足，容易出現(xiàn)過酸現(xiàn)象。本文采用兩相雙溫發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷工藝處理污泥和餐廚廢物的混合基質(zhì)，以優(yōu)化基質(zhì)營養(yǎng)配比。
　　污泥和餐廚廢物混合發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷的能量產(chǎn)率高于污泥或餐廚廢物單獨發(fā)酵。餐廚廢物在混合基質(zhì)中的比例為85％時，總能量產(chǎn)率最高，單位質(zhì)量揮發(fā)性有機

2、固體（VS）的能量產(chǎn)率達14.0kJ/g-VSadded。污泥和餐廚廢物混合發(fā)酵生成的揮發(fā)性脂肪酸（VFA）以乙酸和丁酸為主，而污泥單獨厭氧發(fā)酵 VFA的主要成分是乙酸。溶解性多糖在產(chǎn)氫階段被快速消耗而在產(chǎn)甲烷階段有所增加。從氨氮和溶解性蛋白質(zhì)含量的增加可知蛋白質(zhì)不斷地水解。污泥和餐廚廢物混合發(fā)酵對初始pH值變化具有較強的適應性，初始pH值為5.5-11.0時氫氣或甲烷產(chǎn)率在不同初始pH值下無明顯差異，只有初始pH值為4.0時產(chǎn)氫過程被

3、抑制。初始pH值為4.0和11.0時，產(chǎn)氫結(jié)束時生成的VFA分別以乙酸和丁酸為主?；旌匣|(zhì)產(chǎn)氫發(fā)酵中，種泥的曝氣處理聯(lián)合高溫（55℃）發(fā)酵可獲得較高的氫氣產(chǎn)率并能有效抑制產(chǎn)氫反應器中甲烷菌活性。
　　污泥和餐廚廢物兩相雙溫發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷聯(lián)合消化污泥回流的動態(tài)試驗能夠連續(xù)穩(wěn)定地運行120 d以上。當有機負荷率（OLR）為39.6g-VS/L/d，水力停留時間（HRT）為0.8d時，氫氣產(chǎn)率最高，為207.5mL/g-VSremove

4、d。當OLR為4.4g-VS/L/d，HRT為6d時，甲烷產(chǎn)率最高，達554.3mL/g-VSremoved。產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷反應器中氫氣和甲烷濃度分別為54.5%-60.9%和71.5%-81.3%。產(chǎn)氫過程生成的VFA主要為乙酸和丁酸。兩相雙溫發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷工藝在能量產(chǎn)率、產(chǎn)氣特性、VS去除率和系統(tǒng)穩(wěn)定性等諸多方面優(yōu)于單相發(fā)酵產(chǎn)甲烷工藝。此外，兩相雙溫發(fā)酵系統(tǒng)更能適應高負荷的運行條件，不僅能夠收集氫氣并且甲烷產(chǎn)率也得到顯著提高。通過高通