【正文】 0102030405060700 100 200 3000102030405060700 100 200 3000102030405060700 100 200 3000102030405060700 100 200 3000102030405060700 100 200 300010203040506070氫氣濃度（%）時間 （ h ）氫氣濃度（%）時間 （ h ） 時間 （ h ）圖 7. 顆粒污泥含量對氫氣濃度的變化的影響 □ 污泥含量 g VS/L ○ g VS/L ? g VS/L ? g VS/L ? g VS/L ? g VS/L 22 實驗二 ? 餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)氫工藝的滿意度函數(shù)優(yōu)化研究 2 23 ? 氫氣產(chǎn)率高 a. 產(chǎn)氫殘余物中富含乙酸 b. 產(chǎn)氫殘余物中富含丁酸 ? 能較好的滿足產(chǎn)氫結(jié)束后的產(chǎn)甲烷過程的順利進行 c. SCOD濃度高 d. 丙酸含量低 什么樣的工藝是好的產(chǎn)氫工藝？ 24 餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)氫工藝優(yōu)化 ? 選用中心旋轉(zhuǎn)實驗設(shè)計 (CCD) ? 自變量：餐廚垃圾含量（ X1）、混合菌群濃度（ X2） ? 因變量（響應(yīng)值）： 氫氣產(chǎn)率（ Y1） 、 丙酸濃度（ Y2） 、 丁酸濃度（ Y3） 、 乙酸濃度（ Y4） 、 SCOD濃度（ Y5） 25 實驗編號 餐廚垃圾含量 (X1) 顆粒污泥含量 (X2) 1 2 23 3 4 23 5 6 7 8 9 10 11 12 13 表 3. CCD實驗設(shè)計 26 ? 將餐廚垃圾、顆粒污泥含量值與各響應(yīng)值 (氫氣產(chǎn)率、乙酸、丙酸、丁酸、 SCOD濃度 )進行二次非線性回歸擬合，擬合時采用的模型方程為： 1 1 1 12 + = k k k ki = i = i j0 i i i i i i j i jY A A x A x A x x????? ? ? ??經(jīng)方差分析后，從五個響應(yīng)值（氫氣產(chǎn)率 Y丙酸濃度 Y丁酸濃度 Y乙酸濃度 Y SCOD濃度 Y5）中篩選出與餐廚垃圾含量、菌群濃度顯著相關(guān)的響應(yīng)值。 27 結(jié)果分析 模型 線性項 p值 二次項 p值 交互項 p值 模型 p值 X1(餐廚垃圾含量 ) X2(顆粒污泥含量 ) X12 X22 X1X2 氫氣產(chǎn)率 (Y1) 丙酸 (Y2) 丁酸 (Y3) 乙酸 (Y4) SCOD (Y5) 表 28 ? 氫氣產(chǎn)率 :Y1 = 53 + + + X22 ? 丙酸濃度 :Y2 = X1 X2 + X12 + X1X2+ X22 ? 丁酸濃度 :Y3 = X1 X2 + X12 + 圖 11. 氫氣產(chǎn)率、丙酸濃度、丁酸濃度與餐廚垃圾含量、顆粒物料含量關(guān)系 氫氣產(chǎn)率 丙酸濃度 丁酸濃度 29 ? 滿意度函數(shù)是對每個響應(yīng)值分別建立單一函數(shù)方程，根據(jù)研究者的目的（期望相應(yīng)值最大、期望值最小等）將每個響應(yīng)值轉(zhuǎn)化為無量綱值，即單項滿意度（ di）。單項滿意度的計算中，常用的計算方法為以下幾種： 期望響應(yīng)值最大時，單項滿意度函數(shù)由方程（ 1）計算： idiwtiiiiY L owH igh L ow????????= 0 = Yi Highi = 1 Lowi Yi Highi Yi (預(yù)測值 ) Lowi iwtiiiiH igh YH igh L ow????????id= 0 = Yi Highi = 1 Lowi Yi Highi Yi Lowi 期望響應(yīng)值最小時，單項滿意度函數(shù)由方程（ 2）計算： （ 1） （ 2） 30 實驗編號 自變量 (g VS /L) 實驗測試結(jié)果 滿意度值 (D) 餐廚垃圾含量 (X1) 顆粒污泥含量 (X2) 氫氣產(chǎn)率 (Y1, mL/g VS) 丙酸濃度 (Y2, mg/L) 丁酸濃度 (Y3, mg/L) 1 2 23 3 4 23 5 6 7 8 9 10 11 12 13 表 5. 實驗結(jié)果 31 D = + X1 + X2 + X1X2 圖 12. 滿意度值與餐廚垃圾含量、顆粒物料含量關(guān)系 ? 經(jīng)過滿意度函數(shù)優(yōu)化后，產(chǎn)氫工藝的最佳組合為餐廚垃圾含量 g VS/L, 顆粒污泥含量 g VS/L 32 實驗三 ? 餐廚垃圾預(yù)處理對厭氧消化產(chǎn)氫的影響 3 高溫熱水解對餐廚垃圾的性質(zhì)的影響 調(diào)節(jié)初始 pH值對餐廚垃圾產(chǎn)氫的影響 33 1 高溫熱水解對餐廚垃圾性質(zhì)的影響 ? 選取 TS含量分別為 10%、 15%、 20%的餐廚垃圾，在 120℃ 條件下高溫熱水解。熱水解時間分別為 30 min、 45 min、 60 min。 0 m i n 3 0 m i n 4 5 m i n 6 0 m i n048121620熱處理時 間 （ m i n ）TS溶解率（%）圖 13. 餐廚垃圾高溫熱水解時間與 TS溶解率變化規(guī)律 ? TS 10% ? TS 15% TS 20% 34 ? TS 10% ? TS 15% TS 20% 圖 14. 熱水解時間對 SCOD (a)和 TOC (b)的影響 0 m i n 3 0 m i n 4 5 m i n 6 0 m i n2030405060熱水解時 間 （ m i n ）TOC （g/L）0 m i n 3 0 m i n 4 5 m i n 6 0 m i n6080100120140熱水解時間 （ m i n ）SCOD (mg/L)? TS 10% ? TS 15% TS 20% (a) (b) 35 0min 30min 45min 60min010002021300040005