第36卷第4期,2023年7月宁波大学学报（理工版）中国科技核心期刊Vol.36No.4,July2023JOURNALOFNINGBOUNIVERSITY(NSEE)中国高校优秀科技期刊DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2023.0211进料有机负荷及回流比对餐厨垃圾协同水葫芦发酵产氢的影响研究李哲璇1,孙叶2,董志颖1*,余俊新1,李兵1,胡甜甜1,蒋丽1（1.宁波大学土木工程与地理环境学院,浙江宁波315211;2.宁波市生态环境局慈溪分局,浙江慈溪315302）摘要:有机固体废物进行多组分协同厌氧发酵可以产生清洁能源气体,从而达到资源化处理的目的.本文通过设置不同进料有机负荷及回流比,分析餐厨垃圾协同水葫芦厌氧产氢过程中产气量、氢气含量、SCOD、挥发性脂肪酸(VFAs)、pH及氨氮(NH+-N)各参数的变化.结果显示,高有机负荷和高回流比会导致系统的VFAs累积,使系统pH值降到5.0以下;进料有机负荷对于餐厨垃圾协同水葫芦厌氧产氢的影响更大,系统内的氨氮浓度及SCOD浓度均与进料有机负荷呈正相关;当进料有机负荷为10kg·m-3·d-1、回流比为30%时,系统产氢效果最好,累计产气量为80946mL,氢气含量为35.83%.本研究结果可为有机固体废物资源化处理提供参考.关键词:进料有机负荷;回流比;餐厨垃圾;水葫芦;厌氧发酵;产氢中图分类号:X705文献标志码:A文章编号:1001-5132（2023）04-0064-06餐厨垃圾是一种重要的生物质资源,其目前最主要的资源化处理方式是厌氧发酵.厌氧发酵技术能够回收餐厨垃圾中97.3%的能量[1],包含清洁能源—–氢气.氢气的热值大约是焦炭和汽油等碳氢燃料的3倍,可作为内燃机和燃气轮机的替代燃料;氢气燃烧时仅产生水,也被视为燃料电池的最佳燃料[2].与传统高能耗制氢技术相比,发酵制氢具有微生物比产氢速率高、原料来源广泛、工艺简单等优点,是理想的制氢方法[3].有机废物厌氧产氢可利用传统厌氧发酵工艺前半段过程中的副产物,通过技术手段和工艺参数优化来提高产氢效率和氢气量[4].餐厨垃圾是较为典型的有机废物,具有丰富可降解组分含量、高油脂与高含盐量等特性,若其单独发酵,在水解阶段会产生大量VFAs,容易产生酸抑制,而造成厌氧发酵失败.水葫芦作为一种外来入侵水生物种,在快速繁殖过程中会消耗大量溶解氧,加剧水体富营养化,对我国的水体环境造成严重破坏.水葫芦主要特点是纤维素含量高,水解速度慢,发酵周期长.将水葫芦作为餐厨垃圾发酵产氢辅料,不仅可以削弱盐和油对微生物的抑制作用,同时能有效调节系统营养,还可以减轻当前水葫芦对水体的污染现状.进料有机负荷是影响厌氧发酵产氢效果的重要因...
