【正文】 因素實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)配伍為：餐廚垃圾含量 g/L、顆粒污泥含量 g/L，氫氣產(chǎn)率可達(dá) mL/g VS 。d時(shí)，甲烷產(chǎn)率可達(dá)到最高的 m3/ kg V，甲烷濃度達(dá)到 65%。 導(dǎo)師：王德漢 教授 。水解酸化段提高了甲烷發(fā)酵的效率。 66 接種物熱處理對(duì)產(chǎn)氫的影響 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18012345Hydrogen production rate (L/d)T i m e (d ) 圖 接種物熱處理后氫氣日產(chǎn)量變化情況 67 油脂對(duì)厭氧消化產(chǎn)氫的影響 ? 由于油脂能在底物表面形成隔離層，使微生物與底物之間的有效接觸受到一定阻礙，導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)底物的傳質(zhì)受阻，因此在油脂大量存在的情況下，如何提高反應(yīng)器內(nèi)底物的傳質(zhì)效率是提高厭氧消化效率的是需要解決的重要問(wèn)題。 52 氫氣、甲烷濃度變化 0 20 40 60 80 100 120 1401015202530354045( a )H2%有機(jī)負(fù)荷率 生物氣產(chǎn)率時(shí) 間 ( d)氫氣濃度(%)。熱水解時(shí)間分別為 30 min、 45 min、 60 min。 177。 177。 15 1 餐廚垃圾含量對(duì)氫氣產(chǎn)率的影響 ? 固定顆粒污泥含量，改變餐廚垃圾用量來(lái)研究餐廚垃圾負(fù)荷對(duì)厭氧消化產(chǎn)氫的過(guò)程的影響。 177。 ? 從實(shí)驗(yàn)中可看出，在不同環(huán)境條件下，蚯蚓處置沼渣的效率有較大差別，但只要管理得當(dāng)，還是可以取得比較客觀的結(jié)果。對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算得到最佳的實(shí)驗(yàn)組合條件為：餐廚垃圾含量 g VS/l, 接種物與底物比例 ，鈣離子濃度 mg/L，此時(shí)最高產(chǎn)氣率 可達(dá) mL CH4/g VS。 ? 感謝實(shí)驗(yàn)室的眾多師兄、師姐、師弟、師妹，感謝你們給于這段美好的校園時(shí)光。在 20℃ 、沼渣水分 70%、碳氮比 15的條件下，一噸蚯蚓每日消化可消化 780 kg的沼渣、產(chǎn)生 513 kg蚓糞、 7kg的鮮活蚯蚓（不考慮蚯蚓繁殖）。 ? 高溫?zé)崴饪擅黠@提高餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)氫的性能。 表 19. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 溫度 （ T） 水分 （ M, %） 碳氮比 (R) 20℃ 60 15 60 20 70 15 70 20 25℃ 60 15 60 20 70 15 70 20 59 蚯蚓處理沼渣速率 表 20. 蚯蚓對(duì)沼渣消化速率結(jié)果 溫度 (T) 水分 (M, %) 碳氮比 (R) 處理速率 η(g/g 177。 177。 ? 上海市農(nóng)委根據(jù)農(nóng)業(yè)部文件已經(jīng)明確表示利用滅菌餐廚垃圾生產(chǎn)的飼料不能作為禽畜養(yǎng)殖飼料。 177。 b, c, d, e, f表明接種物 /殘余物比例分別處于 , 1, 2, 3, , SMP:甲烷產(chǎn)率 , VS:殘余物含量 , Calcium concentration: 鈣離子濃度 ) 47 圖 /殘余物比例的響應(yīng)面與等值線圖 (a) (b) 項(xiàng)目 自由度 效應(yīng) 離差平方和 Fvalue pvalue x1x2 1 表 12. 方差分析 48 圖 22. 鈣離子濃度和接種物 /殘余物比例的響應(yīng)面圖與等值線圖 (a) (b) 項(xiàng)目 自由度 效應(yīng) 離差平方和 Fvalue pvalue x2x3 1 表 13. 方差分析 49 實(shí)驗(yàn)五 ? 餐廚垃圾兩相厭氧消化產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷中試研究 5 水解酸化產(chǎn)氫 產(chǎn)氫殘余物后續(xù)產(chǎn)甲烷 50 實(shí)驗(yàn)裝置 熱水箱沼渣產(chǎn)氫罐緩沖罐產(chǎn)甲烷罐餐廚垃圾沼氣緩沖罐圖 23. 中試流程圖 51 實(shí)驗(yàn)參數(shù) 表 15. 中試實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器參數(shù)設(shè)置 有機(jī)負(fù)荷率 給料負(fù)荷率（ kg/d） 酸化相 OLR (kg VS/m3d ） (a) (b) 54 1 5 .1 2 2 .6 5 3 0 .2 3 7 .7 5010002021300040005000濃度(mg/L)( 乙醇 乙酸 丙酸 丁酸 乳酸 ) 4 1 8 5 20200400600800100012001400OLR （ kg V S/ d/ m 3)濃度（mg/L） 乙酸 丙酸 丁酸 乳酸 （ 乙酸 丙酸 丁酸 乳酸 ) 圖 27. 產(chǎn)氫 (a)/產(chǎn)甲烷 (b)過(guò)程中揮發(fā)性脂肪酸濃度與有機(jī)負(fù)荷率 (a) (b) 有機(jī)負(fù)荷率 （ kg VS/m3通過(guò)滿意度函數(shù)分析，當(dāng)餐廚垃圾含量、顆粒污泥含量分別為 g VS/L、 g VS/L時(shí)，滿意度函數(shù)取值最高，此時(shí)可同時(shí)滿足氫氣產(chǎn)率最高 ( mL/g VS）、丙酸濃度最低( mg/L）、丁酸濃度最高的目的 ( mg/L）。在甲烷發(fā)酵過(guò)程中可以產(chǎn)出 m3沼氣，其中甲烷濃度可達(dá) %。感謝即將與之共事的薛飛副總經(jīng)理、李冰經(jīng)理、劉宇工程師、劉小松，你們的認(rèn)真負(fù)責(zé)、兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度讓我受益良多。 m3/ kg VS，氫氣濃度峰值 35%。 ? 好氧堆肥三因素：水分、養(yǎng)分含量、通風(fēng) ? 氫氣的產(chǎn)生則為水解酸化細(xì)菌正常生理代謝的結(jié)果。 TCOD (g O2/kg) 177。 27 結(jié)果分析 模型 線性項(xiàng) p值 二次項(xiàng) p值 交互項(xiàng) 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(duì)每個(gè)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(gè)響應(yīng)值轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱值，即單項(xiàng)滿意度（ di）。 177。 177。 表 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 餐廚垃圾含量 （ g VS/L） 顆粒污泥含量 （ g VS/L）