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食物垃圾(FW)是一种未开发的资源，具有很高的资源回收能力。在暗发酵(DF)中使用FW作为底物被广泛研究，因为FW含有大量有机物质和水分，如脂质、淀粉和蛋白质。暗发酵具有从食物垃圾中生产高价值副产物生产的能力，如乳酸(LA)，氢(H2)，醇(EtOH)，短链脂肪酸和甲烷。此外，已经证明氢是有前景的能源之一，对减少对化石燃料的依赖至关重要。另外，VFA也被广泛应用，如作为替代碳源的利用。
本研究采用中温半连续的反应器系统，以食品垃圾废水为底物进行产氢和挥发性脂肪酸VFAs，研究PHP（预处理、HRT和pH）系统对氢和挥发性脂肪酸(VFA)产生的影响。另外，将PHP和非调控的系统进行比较。首先研究了酸碱度和预处理的影响。通过重复SAS分析表明，这些因素（酸碱度和预处理）对H2产率、VFA浓度、VFA/可溶性化学耗氧量(SCOD)和H2/SCOD这些指标有显著影响(P＜0.0001)。邓肯比较表明，在pH=7条件下，化学处理(CT)的H2产率和产量最高，而在pH=6时，化学处理(CT)组的VFA产量和浓度最高，VFA浓度为55.44±2.39g/L，产率为926.21±42.27mg/g SCOD，此时H2产量为280.82±5.72ml/L，产率为4.44±0.10ml/gSCOD。最佳条件时（pH=6，CT预处理）发酵液中的丁酸盐和乙酸盐含量占总挥发性脂肪酸VFAs总量的62.43％。另一方面，实验结果表明，pH=5对H2和VFA的生成没有显著促进作用。
此外，在pH=7和CT预处理的基础之上，本课题研究了水力停留时间（HRT）对发酵过程的影响。其中三种不同的HRT（2d、3d和4d）用于评估其对氢和VFA生产的影响。单因素方差分析表明，HRT对H2的产量和产率有显著影响，而在HRT=3d时出现H2的最高产量和产率，分别为263.82±18.44，5.19±0.40ml/g SCOD。相反，HRT对VFA的产率无显著影响，当HRT在2d到4d内变化时，VFA浓度在36.03±1.72至40.19±1.53g/L范围内波动。但是HRT对VFA的浓度有显著影响，在HRT=2d时VFA浓度达到最高值40.19±1.53g/L。本实验产物以丁酸盐为主，占总VFA的50％。另外，结果表明，HRT=2d时的H2和VFA产量最低。
通过聚合酶链反应(PCR)的变性梯度凝胶电泳(DGGE)-在16S rDNA分析的扩增的V3-V4区域，在所有HRT水平上均检测出产氢和产VFA的菌种。结果表明，微生物的高度多样性为HRT2，其具有最高的氢产率和VFA浓度。所检测出来的主要菌种是乳酸杆菌，事实证明，乳酸杆菌不会影响氢的产生，而梭菌属是产氢所必需的菌种。同时本研究发现，丁酸梭菌的存在是形成丁酸盐发酵的主要原因。
此外，还对同一HRT条件下PHP系统与非调控系统进行了比较研究。配对样本T检验表明，PHP系统与非调控系统对氢气和VFA的产生有显著性差异(P＜0.0001)。非调控系统的氢气产率为0.19ml/L，PHP系统的氢气产率升高至263.82ml/L。PHP系统的VFA产量比非调控系统高1.8倍，因此PHP是一种可以提高H2和VFA产量的较为理想的工艺。
本研究采用中温半连续的反应器系统，以食品垃圾废水为底物进行产氢和挥发性脂肪酸VFAs，研究PHP（预处理、HRT和pH）系统对氢和挥发性脂肪酸(VFA)产生的影响。另外，将PHP和非调控的系统进行比较。首先研究了酸碱度和预处理的影响。通过重复SAS分析表明，这些因素（酸碱度和预处理）对H2产率、VFA浓度、VFA/可溶性化学耗氧量(SCOD)和H2/SCOD这些指标有显著影响(P＜0.0001)。邓肯比较表明，在pH=7条件下，化学处理(CT)的H2产率和产量最高，而在pH=6时，化学处理(CT)组的VFA产量和浓度最高，VFA浓度为55.44±2.39g/L，产率为926.21±42.27mg/g SCOD，此时H2产量为280.82±5.72ml/L，产率为4.44±0.10ml/gSCOD。最佳条件时（pH=6，CT预处理）发酵液中的丁酸盐和乙酸盐含量占总挥发性脂肪酸VFAs总量的62.43％。另一方面，实验结果表明，pH=5对H2和VFA的生成没有显著促进作用。
此外，在pH=7和CT预处理的基础之上，本课题研究了水力停留时间（HRT）对发酵过程的影响。其中三种不同的HRT（2d、3d和4d）用于评估其对氢和VFA生产的影响。单因素方差分析表明，HRT对H2的产量和产率有显著影响，而在HRT=3d时出现H2的最高产量和产率，分别为263.82±18.44，5.19±0.40ml/g SCOD。相反，HRT对VFA的产率无显著影响，当HRT在2d到4d内变化时，VFA浓度在36.03±1.72至40.19±1.53g/L范围内波动。但是HRT对VFA的浓度有显著影响，在HRT=2d时VFA浓度达到最高值40.19±1.53g/L。本实验产物以丁酸盐为主，占总VFA的50％。另外，结果表明，HRT=2d时的H2和VFA产量最低。
通过聚合酶链反应(PCR)的变性梯度凝胶电泳(DGGE)-在16S rDNA分析的扩增的V3-V4区域，在所有HRT水平上均检测出产氢和产VFA的菌种。结果表明，微生物的高度多样性为HRT2，其具有最高的氢产率和VFA浓度。所检测出来的主要菌种是乳酸杆菌，事实证明，乳酸杆菌不会影响氢的产生，而梭菌属是产氢所必需的菌种。同时本研究发现，丁酸梭菌的存在是形成丁酸盐发酵的主要原因。
此外，还对同一HRT条件下PHP系统与非调控系统进行了比较研究。配对样本T检验表明，PHP系统与非调控系统对氢气和VFA的产生有显著性差异(P＜0.0001)。非调控系统的氢气产率为0.19ml/L，PHP系统的氢气产率升高至263.82ml/L。PHP系统的VFA产量比非调控系统高1.8倍，因此PHP是一种可以提高H2和VFA产量的较为理想的工艺。