【正文】 ? 感謝我的家人，你們的關(guān)愛是我最大的動力。 ? 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）。 1噸餐廚垃圾（ VS %）在水解酸化相可以產(chǎn)出 m3生物氣，其中氫氣濃度均值可達(dá) 30%。水解酸化產(chǎn)氫后的出料，在后續(xù)的甲烷化過程中產(chǎn)氣順利。對模型進(jìn)行優(yōu)化計算得到最佳的實(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，此時最高產(chǎn)氣率 可達(dá) mL CH4/g VS。 ? 高溫?zé)崴饪擅黠@提高餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)氫的性能。 ? 產(chǎn)氫工藝優(yōu)化研究發(fā)現(xiàn)丙酸、丁酸的濃度與餐廚垃圾含量和顆粒污泥含量有良好的統(tǒng)計學(xué)相關(guān)性。因此，中試實(shí)驗(yàn)規(guī)?；瘏捬跸a(chǎn)氫亦可稱為 “ 厭氧堆肥 ” 。 ? 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。 表 19. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計 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/gd ） 有機(jī)負(fù)荷率 （ kg VS/m3 177。 177。 177。 44 實(shí)驗(yàn) 編組 參數(shù)水平 甲烷產(chǎn)率 SMP (mL CH4/g VS) 產(chǎn)氫殘余物 (g VS/L) 接種物 /殘余物 鈣離子濃度 ( mg/L) 1 6 1 200 2 6 1 400 3 6 3 200 4 6 3 400 5 8 1 200 6 8 1 400 7 8 3 200 8 8 3 400 9 2 300 10 2 300 11 7 300 12 7 300 13 7 2 14 7 2 15 7 2 300 16 7 2 300 17 7 2 300 18 7 2 300 19 7 2 300 20 7 2 300 表 11. 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)置與結(jié)果 45 項(xiàng)目 效應(yīng) 離差平方和 F p 模型 x1 (產(chǎn)氫殘余物含量 ) ＜ x2 (接種物 /殘余物 ) ＜ x3 (鈣離子 ) x12 ＜ x1x2 x1x3 x22 ＜ 表 46 (a) (b) Ratio= (c) Ratio=1 (d) Ratio=2 (e) Ratio=3 (f) Ratio= 峰值 圖 20. 產(chǎn)氫殘余物含量與鈣離子濃度交互關(guān)系的響應(yīng)面圖和等值線圖 (a, 響應(yīng)面圖 。單項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)滿意度函數(shù)由方程（ 2）計算： （ 1） （ 2） 30 實(shí)驗(yàn)編號 自變量 (g VS /L) 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)三 ? 餐廚垃圾預(yù)處理對厭氧消化產(chǎn)氫的影響 3 高溫?zé)崴鈱Σ蛷N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?zé)崴鈱Σ蛷N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?zé)崴狻? 15 1 餐廚垃圾含量對氫氣產(chǎn)率的影響 ? 固定顆粒污泥含量，改變餐廚垃圾用量來研究餐廚垃圾負(fù)荷對厭氧消化產(chǎn)氫的過程的影響。 177。 177。 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。 5 ? 《 京都議定書 》 ： 2021年后，中國承擔(dān)減排義務(wù) ? 餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)氫對溫室氣體減排意義重大。 177。 177。 177。 表 1. 餐廚垃圾和接種污泥的理化性質(zhì) 餐廚垃圾經(jīng)機(jī)械打漿，制成糊狀半流體態(tài)，于冷柜內(nèi)（ 4 ℃ ）保存?zhèn)溆谩? 表 實(shí)驗(yàn)編號 顆粒污泥 （ g VS/L） 餐廚垃圾含量 （ g VS/L） 1 2 3 4 5 6 16 20 40 60 80 100 120 140051015202530354045氫氣產(chǎn)率（mL/ g VS）4567pH 厭氧消化體系中餐廚垃圾含量 （ g VS/L） 圖 、 pH關(guān)系 17 0 100 200 300010203040506070甲烷濃度（%, V/V）時間 （ h ）0 100 200 3000100200300400500600甲烷累積產(chǎn)量（mL）時間 （ h ）□ g VS/L ○ g VS/L 圖 、甲烷濃度的影響 ? g VS/L ? g VS/L