不同预处理对餐厨垃圾厌氧联产氢气和甲烷的影响及其机理研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:cfyanis
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论文对餐厨垃圾两相厌氧消化联产氢气和甲烷技术进行了小试研究,采用不同方式对餐厨垃圾和接种污泥进行预处理,从提高原料水解性能和改变酸化阶段初始微生物群落结构的角度来提高餐厨垃圾两相厌氧消化的氢气、甲烷联合产率,并对预处理作用机理进行了初步解析。首先考察热预处理对餐厨垃圾厌氧联产氢气和甲烷的影响,得出在50℃到100℃范围内同时对餐厨垃圾和接种污泥进行70℃、30min热预处理效果最佳,酸化阶段最高产气速率、H2体积分数、累计负荷产氢体积分别达到195mL·6h-1、32.23%和53.55mL·gVS-1,比未预处理提高了2.47倍、7.39倍和30.88倍;酸化发酵液VFAs以乙酸、丁酸为主,占总VFAs的93.66%;产甲烷阶段累计负荷产甲烷体积为745.36mL·gVS-1。当热预处理温度为50℃、60℃时,对氢气、甲烷联产效率影响不大。为进一步提高能量净收益,考查能耗更低的酸预处理和碱预处理对提高氢气、甲烷联产效率的影响。实验发现,餐厨经酸预处理后单位负荷联产氢气、甲烷体积最高,高于70℃热预处理的,分别为40.46mL·gVS-1和745.36mL·gVS-1。通过扫描电镜和PCR-DGGE技术对预处理作用机理进行研究,发现经过预处理后酸化发酵液中的优势菌种与未预处理的差异显著,且三种不同方式预处理后的优势菌群一致,其中酸预处理后优势菌种的优势度最高,Simpson指数为0.92。
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