添加劑存在下餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫條件優(yōu)化研究
在化石能源逐漸耗竭中，能源問題的重要性越來越突出，而清潔燃料——氫能逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)，尤其是以富含碳水化合物的廢棄物質(zhì)為基質(zhì)進(jìn)行的生物產(chǎn)氫，由于在產(chǎn)生清潔能源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢棄物的治理和減排而受到廣泛關(guān)注。
本文針對餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)氫的特點(diǎn)，主要研究了添加添加劑以后，厭氧消化體系條件的優(yōu)化，包括添加劑的最佳添加比例、反應(yīng)溫度、氨氮濃度、含鹽量等；考察了不同接種污泥條件下，微生物種群演替過程；測定了水解酶活性，探討了復(fù)合堿劑促進(jìn)產(chǎn)氫過程的機(jī)理。主要研究成果如下：
（1）添加表面活性劑與酶的混合物能夠抑制產(chǎn)甲烷菌等耗氫菌的生長，提高體系氫氣的產(chǎn)量。添加劑的最佳加入量為接種污泥投加量的4％，試驗(yàn)獲得的最大氫氣濃度為50％，最大氫氣產(chǎn)量為114.5mLH2／gVS。
（2）提高溫度能夠明顯加快氫氣產(chǎn)生的速度并縮短停滯時(shí)間，從而能夠減少反應(yīng)器的體積：對三種溫度下氫氣累積體積濃度采用Gompertz方程進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬結(jié)果表明：反應(yīng)溫度為50℃的體系，幾乎沒有氫氣產(chǎn)生；35℃條件下，反應(yīng)停滯時(shí)間僅為4.3h，比25℃時(shí)縮短9.7h，而且35℃可獲得7.09mL／h•gVS的產(chǎn)氫速率。此外，產(chǎn)生相同的氫氣，35℃條件比25℃下需要的時(shí)間縮短了大約70h，因此實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該選擇35℃作為反應(yīng)的溫度。同時(shí)，要控制體系初始含水率90％左右。
（3）以微生物生長動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，推斷出氫氣含量的變化與產(chǎn)氫菌的變化之間存在dr，：k的比例關(guān)系，其系數(shù)k為產(chǎn)氫菌的產(chǎn)氫活講講試驗(yàn)進(jìn)行模擬得出表示產(chǎn)氫細(xì)菌的比增殖速率及衰減常數(shù)的系數(shù)如=0.0258及產(chǎn)氫菌產(chǎn)氫過程遲緩期、指數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期的k分別為0.，，y0.314、0.000、-0.782。并且，也可根據(jù)≥來判斷產(chǎn)氫菌生長的各個(gè)階段班中微生物菌群的優(yōu)勢程度。
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