温度对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响餐厨垃圾是餐饮行业产生的一种特殊垃圾，其主要成分包括食物残渣、不可食用食材、餐具和餐厨废油等。

餐厨垃圾的处理一直是环保领域的热点问题，而温厌氧发酵是处理餐厨垃圾的一种有效方式。

不同物料的配比对餐厨垃圾中的温厌氧发酵过程有着重要的影响，本文将从微生物活性、发酵产物以及发酵时间等方面展开探讨。

一、微生物活性餐厨垃圾中的微生物活性对温厌氧发酵过程有着至关重要的影响。

微生物是温厌氧发酵中的关键角色，其种类和数量会直接影响发酵效果。

在餐厨垃圾中，不同的食材含有不同的营养成分和微生物，因此对餐厨垃圾中微生物的活性有着重要影响。

在进行温厌氧发酵时，可以通过控制不同物料的配比来调节垃圾中微生物的种类和数量。

高碳水化合物含量的食材会促进厌氧菌的繁殖，而高蛋白质含量的食材则会促进产酸菌的繁殖。

在不同物料配比的情况下，可以选择合适的配比来促进优势微生物的生长，从而提高温厌氧发酵的效果。

二、发酵产物温厌氧发酵过程中产生的发酵产物对于餐厨垃圾的处理也有着重要的影响。

发酵产物不仅包括有机肥和沼气等能源产品，还包括有害气体和臭味等副产物。

不同物料的配比会直接影响发酵过程中产生的发酵产物的种类和数量。

三、发酵时间不同物料的配比还会影响温厌氧发酵的时间。

由于不同食材的分解速度和微生物的活性不同，因此在不同物料的配比下，发酵过程所需的时间也会有所不同。

一般来说，高碳水化合物含量的食材会更容易被微生物分解和利用，因此对应的发酵时间会较短。

而高蛋白质含量的食材则需要较长的发酵时间来完全分解和稳定，因此对应的发酵时间会较长。

在选择不同物料的配比时，需要兼顾发酵时间的控制，从而确定合适的发酵周期和处理速度。

不同物料的配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程有着重要的影响。

通过控制不同物料的配比，可以调节微生物活性、发酵产物以及发酵时间，从而提高温厌氧发酵的效果。

需要兼顾发酵产物对环境的影响，选择合适的配比来达到经济、环保和可持续的处理效果。

餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究餐厨垃圾是指由生活饮食、食品加工、餐厅及食堂等场所所产生的果皮、菜叶、鱼骨、肉骨头等有机质废弃物，其产生的数量非常庞大，同时也是一种生物可降解物质。

在处理餐厨垃圾时，传统的处理方式通常是填埋或焚烧，但这些方法会对环境造成严重污染。

为了解决这一问题，厌氧消化工艺被广泛应用于餐厨垃圾处理中。

厌氧消化是一种高效的有机废弃物处理方法，可将废物中有机物质转化为能源和肥料。

餐厨垃圾具有以下特性：1. 水分含量较高：餐厨垃圾中的水分含量通常在60%以上，这意味着在处理餐厨垃圾时需要控制好湿度以确保良好的发酵过程。

2. 碳氮比低：餐厨垃圾中含有大量的氮，但碳的含量较少。

为了保持良好的厌氧消化过程，需要添加一些含碳材料来提高碳氮比，如秸秆等。

3. 酸度高：餐厨垃圾本身具有较高的酸性，特别是当垃圾中含有发酵了的食物残渣时。

高酸度环境不仅会影响发酵过程，还会对厌氧消化过程造成危害。

通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾，优点在于其可回收利用有机物质，将其转化为沼气和肥料。

厌氧消化过程还可以减轻环境的负担，同时降低垃圾填埋的需求，减少有害气体的排放，从而保护环境。

在厌氧消化过程中，需要控制好温度、湿度和PH值，以确保良好的发酵效果。

此外，需要对发酵前的餐厨垃圾进行预处理，如粗碎和分选等，以提高其处理效果。

总结而言，餐厨垃圾具有高水分、低碳氮比和高酸度等特性，通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾可保护环境、节约资源，并使其转化为可再利用的沼气和肥料。

在实际操作中，需要严格控制各项参数以确保厌氧发酵的高效进行。

餐厨垃圾是我们日常生活中产生量最大的垃圾之一，其处理和回收再利用具有重要意义。

根据统计数据，中国每年餐饮行业所产生的餐厨垃圾约占城市垃圾总量的30％，而这些垃圾中含有大量的有机物质，因此具有广泛的可回收利用价值。

就餐厨垃圾的特性而言，其水分含量较高，通常在60%以上。

据统计，我国每天约有300万吨的餐厨垃圾需要处理，其中每吨餐厨垃圾含水量大约为800kg左右，这也给餐厨垃圾的处理带来了一定的困难。

探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策本文针对餐厨垃圾厌氧消化影响因素进行了分析，并提出了相应的应对策略，仅供参考。

标签：餐厨垃圾；厌氧消化；影响因素；对策1厌氧消化影响因素分析1.1含固率厌氧消化过程中，含固率是需要设定的基本工况之一。

传统的厌氧消化通常在较低的含固率条件下进行，处理设施占地面积大，处理效率低，保温能耗高，沼液多；近年来新兴的高含固厌氧消化（TS为8%～15%）具有占地小、效率高、能耗低等优点而被广泛采用。

餐厨垃圾本身具有较高的含固率，通常为10%～25%，当厌氧消化进料含固率为15%时，餐厨垃圾厌氧消化效率相对于含固率5%时提高了37%。

根据某餐厨垃圾处理项目的物料平衡图可知，当原始餐厨垃圾含固率为20%时，预处理系统先将无机杂物去除，三相分离后得到油脂、有机固渣与贫油废水，将有机固渣与贫油废水混合后的餐厨浆液含固率为9.6%，有机质含量高，很适于进行厌氧消化产沼。

1.2有机负荷相关资料研究了序批式实验条件下不同有机负荷对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。

发现当有机负荷为4g/（L·d）时，餐厨垃圾厌氧消化所得到的甲烷产率最大，为547.1mL/g。

当有机负荷有所提高时，会延长餐厨垃圾厌氧消化反应的延滞期。

相关研究的餐厨垃圾干式发酵实验研究了不同有机负荷（40～60g/（L·d））条件下餐厨垃圾中温厌氧消化的性能，发现在序批条件下干发酵最佳有机负荷为42.9g/（L·d）。

在另一组餐厨浆液TS为5.4%～8.6%的厌氧消化实验里，当有机负荷从6.4g/（L·d）上升到21.8g/（L·d）时，甲烷产率从465mL/g下降到了377mL/g，有机负荷的波动对沼气产率的影响较大。

1.3Na+、挥发性脂肪酸与氨氮相关资料研究了餐厨垃圾厌氧消化系统内部总氨氮浓度的积累及抑制作用。

发现总氨氮在系统内部的积累，呈现一种先加快而后减慢的趋势，当氨氮达到一定浓度时，便会停止积累，保持稳定。

温度对厨余垃圾两相厌氧消化中水解和酸化过程的影响赵杰红,张波,蔡伟民3(上海交通大学环境科学与工程学院,上海　200240)摘要:实验考查了厨余垃圾在4个温度(25℃、37℃、40℃、50℃)条件下的水解率、挥发酸(VFA )产量和速率、乳酸产量和有机酸的组成.结果表明:温度对水解和酸化过程均有较大影响,在小于37℃范围内水解率和酸化率均随温度升高而增加,最大的VFA 浓度在37℃下获得,达3414g/L.超过37℃,酸化率下降而水解率继续增加,最大水解率在50℃下获得达82%.VFA 中以甲酸和乙酸为主,并有少量丙酸和丁酸产生,同时乳酸浓度一直较高.通过实验确定了厨余垃圾水解酸化过程的最优温度条件为37℃.关键词:厌氧;水解;酸化;温度;厨余废物中图分类号:X705　文献标识码:A 文章编号:025023301(2006)0821682205收稿日期:2005209212;修订日期:2005211203作者简介:赵杰红(1980～),女,硕士研究生,主要研究方向为高浓度污水及城市生活垃圾的生物处理.3通讯联系人,E 2mail :wmcai @Influence of T emperature on H ydrolysis and Acidogenesis of Kitchen W astes in Two 2Phase Anaerobic DigestionZHAO Jie 2hong ,ZHAN G Bo ,CAI Wei 2min(School of Environmental Science &Engineering ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200240,China )Abstract :The experiment evaluated the solubilization rate and VFA production rate of kitchen wastes with controlled 2temperature at 25℃,37℃,40℃and 50℃,and subsequently investigated the lactic acid production and constituents of individual organic acids at various temperature levels.Results show that the increase of temperature when below 37℃may improve both hydrolysis and acidogenesis rates and acidogenesis rate decreases while hydrolysis rate increases above 37℃.The maximum VFA concentration of 3414g ・L -1was achieved at 37℃and a higher hydrolysis rate of 82%was obtained at 50℃.Formic and acetic acid were predominant VFA ,while propionic and butyric acid took a relatively little part.And lactic acid concentration remained relatively high.Accroding to the experiment an optimum temperature to optimize both hydrolysis and acidification is 37℃.K ey w ords :anaerobic ;hydrolysis ;acidogenesis ;temperature ;kitchen wastes 采用厌氧消化技术处理厨余垃圾可以同时实现垃圾减量和能源的回收,因此在土地紧缺和能源紧张形势日益严峻的今天得到越来越广泛的认可、研究与应用.随着对厌氧消化工艺研究的深入,研究者们逐渐意识到,由于厨余垃圾中含有高浓度有机颗粒物,水解酸化成为整个过程的限速步骤[1,2].不少研究者建议采用两相厌氧消化系统以提高水解酸化率[3].也有很多研究者通过优化操作参数[4,5]、采用预处理以增大溶解性[6～8]促进复杂底物的水解酸化过程.但是迄今为止,关于温度对厨余垃圾水解酸化过程的影响研究得很少.而Mostafa 等[9]对小麦磨粉厂垃圾的水解酸化过程的研究结果表明,当温度控制在35℃、37℃、40℃条件下时VFA 的产量及产生速率均有较大差异,说明温度是影响水解酸化过程的一个重要因素,较小范围的温度变化也对水解酸化过程产生较大的影响.因此本文拟就温度对厨余垃圾两相厌氧消化中水解酸化过程的影响进行比较详细、全面的探讨,为开发厨余垃圾的高效厌氧消化处理方法提供依据和借鉴.1　材料与方法111　厨余垃圾的来源本试验所用的厨余垃圾取自上海交通大学西区食堂.垃圾中主要包括米饭、蔬菜、肉、蛋、豆腐、鱼虾和盐等.新取来的垃圾充分混合后进入小型搅碎机粉碎,粉碎过程中适量加水以减少机械阻力,提高粉碎效果和均质化程度,预处理后的垃圾放入4℃冰箱保存待用.112　试验条件和操作试验在4个不同的恒温水浴摇床中进行,温度分别设为25℃、37℃、40℃、50℃.量取大约300mL 厨余垃圾放置在500mL 锥形瓶中,锥形瓶用带有出第27卷第8期2006年8月环 境 科 学ENV IRONM EN TAL SCIENCEVol.27,No.8Aug.,2006气孔的橡胶塞密闭,产生的气体量用排水法计量,靠近瓶口一侧设取样口(接1/8″球阀控制开闭).实验分2批进行,第1批在实验之初将p H调至7,之后不再调p H,使垃圾在不同温度下自然发酵;第2批将p H控制在5,每12h用5mol・L-1NaOH调节p H 到设定值,同样控制在不同温度下进行发酵.整个试验过程中定时取发酵上清液(每次取样10mL,取样后再向反应器内补以适量体积厨余垃圾,保证反应器内固液混合物为300mL),跟踪测试VFA和COD 浓度,水解酸化过程达到稳定后测定TS、VS、SS,挥发性悬浮固体(VSS)、碳水化合物、蛋白质和油脂含量.当水解酸化液中COD和VFA的变化范围低于5%,即认为水解和酸化过程达到了稳定状态.113　分析方法p H、TS、VS、SS、VSS、COD、N H+42N、凯氏氮和TP根据标准方法测定[10],其中凯氏氮的消化和蒸馏通过氮分析仪(BüCHI,Digestion Unit K2424;BüCHI,distillation Unit B2324)完成.蛋白质含量根据凯氏氮含量计算(由凯氏氮含量乘6125计算得到),油脂含量经过索式抽提后采用重量法测定[11].碳水化合物根据苯酚2硫酸法测定[12].挥发酸组分通过装有C18柱的高效液相色谱(2010A)进行测定.对于溶解性的COD、TOC、TP和KN,采样后首先在10000r/min下离心,然后取上清液根据标准方法进行测试.2　结果与讨论211　厨余垃圾的特性垃圾的主要成分见表1,其中TS、VS、SS、VSS、蛋白质、碳水化合物和油脂含量均为4个随机平行样品分析结果的平均值.垃圾含固率(TS)为1211%,挥发性固体(VS)与总固体(TS)的比值表明,厨余垃圾中有机组分占95%以上;悬浮固体(SS)与TS的比值表明,厨余垃圾总固体中76%是悬浮颗粒物.表1　厨余废物的特性1)Table1　Sampling components of kitchen wastes测试指标数值测试指标数值颗粒尺寸/mm<2　VFA/g・L-1018TS/%1211TP/mg・L-135511VS/%1116NH+42N/mg・L-1<10SS/%912蛋白质/%1511 VSS/%819碳水化合物/%70p H4168油脂/%11151)蛋白质、碳水化合物和油脂的含量以在垃圾干固体中的质量分数表示212　温度对厨余垃圾自然发酵特性的影响自然发酵条件下的水解酸化特性如图1、2所示.稳定的水解率在实验第8d后达到,图1显示了发酵达到稳定状态后不同温度下的水解率(水解率以液体中COD与固液混合液中总COD的比值表示).水解率随着温度的升高而上升,25℃、37℃时分别为31%、42%,50℃时达到5215%,可见温度的升高有利于水解过程的进行.图1　自然发酵下温度对厨余垃圾水解效果的影响Fig.1　Effect of temperature on hydrolysis rateof kitchen waste at natural fermentation图2　自然发酵条件下温度对厨余垃圾酸化效果的影响Fig.2　Effect of temperature on VFA production ofkitchen waste at natural fermentation图2显示了不同温度下VFA浓度随时间的变化.在4种温度条件下经过1d发酵后37℃和40℃时VFA产量均达到6g/L左右,而25℃和50℃条件下的VFA产量则较低,分别为412g/L和312g/L,随后VFA浓度增长幅度明显变缓,最后趋于稳定.经过15d发酵后VFA浓度分别达到714、11104、917、513g/L.虽然温度从25℃升至37℃时VFA生成速率增加,但是当温度提高到50℃时VFA生成速率反而明显下降.尽管温度不同但4个反应器内p H 均在24h 内迅速下降(如图3所示),50℃条件下降至416,其余3个反应器内p H 均降至4以下,随后仍继续下降.在如此低的p H 条件下非离子态的酸会抑制微生物的活性[13],从而影响水解和酸化过程.在本批实验中37℃下水解率只达到42%,VFA 浓度只有11g/L ,低于文献中报道的同类垃圾中温条件下的水解酸化效果[14].为避免p H 过低对水解酸化过程抑制作用造成的干扰,进一步讨论温度条件对水解酸化过程的影响,应首先将p H 控制在适宜条件下进行研究,综合考虑水解酸化菌对p H 的适应范围及碱剂用量拟将p H 控制在5.图3　不同温度下pH 随时间变化Fig.3　Changes in p H value at various temperatures213　控制p H 5时不同温度下厨余垃圾发酵特性21311　温度对产酸过程的影响控制p H 为5条件下VFA 的产量大大提高,如图4所示,初始5d 内37℃和40℃下VFA 浓度几乎呈线性增加,分别达到29155和30g/L ,之后变化不大.最大VFA 产量在13d 时37℃下获得,达34135g/L ,是自然发酵时最大VFA 浓度(11104g/L )的3倍.25℃和50℃下VFA 增长速率、累积VFA 浓度都远低于37℃和40℃时所达到的水平,这也和自然发酵条件下产酸特性相似.在本实验中37℃和40℃时VFA 的浓度增长速度相差不大,这和Mostafa 等[9]对小麦磨粉厂垃圾的水解酸化过程的研究结果有所不同,这可能是由于底物的不同造成的.综上可见,无论是否控制p H ,在一定范围内(不超过37℃)随着温度的增长都促进了酸化过程的进行,但是当温度超过一定值后酸化效率反而随着温度的升高而降低.目前文献中报道的酸化反应器温度也多在中温范围内,只有极少数在高温下进行的例子.Aoki 等[15]报道了生污泥厌氧处理中水解酸化相在75℃高温下进行的实例,比传统高温(55℃)下对VS 的去除率提高了8%.在本研究中50℃时酸化率已经受到抑制,这很可能是因为本实验中的发酵菌群多为中温菌群,而要选择出与温度条件相适应的高温菌可能需要更长的培养驯化时间.图4　温度对厨余垃圾酸化效果的影响(pH=5)Fig.4　Effect of temperature on VFA production (p H =5)图5显示了在不同温度下乳酸浓度随时间的变化.在37℃、40℃、50℃3种温度条件下乳酸浓度变化趋势基本相同,均很快达到一个高峰,而后降至一平稳值.37℃和40℃下乳酸产生速度及峰值浓度相差不多,25℃时乳酸生成速度和峰值浓度都相对较低,达到乳酸峰值浓度所需要的时间比其他温度条件下长.这说明乳酸菌的生长速度随温度的升高而升高,但超过耐受的最大温度后,温度对乳酸菌产生了细菌抑制作用,导致生长速度降低.图5　不同温度下的乳酸浓度变化(pH=5)Fig.5　Variation s of lactic acid concentration atdifferent temperatures (p H =5)21312　温度对水解过程的影响经过15d 发酵后不同温度下的水解率如图6、7所示.与自然发酵相比,控制p H 为5水解率也明显提高,37℃时由42%增至68%.水解率仍然随着温度的升高而升高,50℃时水解率达到82%,而从25℃到37℃水解率增加幅度最大(由40%提高至68%).从25℃到37℃时水解率的提高主要是由碳水化合物和蛋白质的水解引起(分别由25℃时的39%、40%上升到37℃时的66%、62%),而且温度的提高也促进了油脂的水解(由25℃时的39%上升到50℃时的66%).图6　温度对厨余垃圾水解效果的影响(pH=5)Fig.6　Effect of temperature on hydrolysisrate of kitchen (p H =5)图7　温度对厨余垃圾各组分水解效果的影响(pH=5)Fig.7　Effect of temperature on hydrolysis rate of differentconstituents contained in kitchen wastes (p H =5)本实验采用的厨余垃圾中的不溶性聚合物主要由碳水化合物、蛋白质,油脂组成,其中碳水化合物占绝大部分(70%),而碳水化合物水解后生成溶解性的低碳糖(如麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等).为进一步研究不同温度下水解产物的转化情况,对达到稳定状态后不同温度下液相中的总糖浓度也进行了分析,如图8所示.可以看出50℃条件下总糖浓度较高(1211g/L ),说明在50℃时碳水化合物的水解产物未能被发酵微生物有效利用而发生了积累.图8　15d 发酵后温度对溶解性总糖浓度的影响Fig.8　Effect of temperature on concentration of soluble total sugar after 152day fermentation温度对水解和酸化率的影响主要由2方面的因素引起的.首先是生物因素,South 等[16]提出了酶吸附动力学模型(enzyme 2adsorption based kinetic model ;AB K model )来描述非溶解木质纤维素转化为乙醇的糖化和发酵过程,这一概念也适用于描述厨余垃圾的水解酸化过程.根据这一模型水解和酸化速率受到酶动力学的控制,不溶性底物的水解酸化速率随着酶浓度增长、酶活性增强、可利用的生物降解吸附面积的增加而增大.其次,非生物因素也可以引起水解率的升高,比如由于温度的升高使底物本身发生了物理化学变化而造成颗粒物自溶[17].当温度从25℃升至37℃时,随着温度的升高水解菌和发酵菌的生物活性增强,因此水解率和酸化率都得到提高,从而使得液相中VFA 浓度提高(图4)同时总糖浓度降低(图8);当温度控制在50℃时虽然水解率继续提高但酸化率降低同时伴随着液相总糖浓度的积累(图4、图6、图8),这说明水解产物未能有效被酸化菌利用,从而也说明发酵菌在50℃时活性受到抑制,较高的水解率可能主要是由于在较高温度影响下底物本身发生了物理化学变化造成颗粒物自溶引起的.由以上实验结果和分析可以看出,温度对水解和酸化过程有着不同的影响,要同时达到最高的水解率和酸化率是不现实的.综合考虑温度对水解和酸化过程的影响,厨余垃圾水解酸化过程较适宜的温度为37℃.21313　温度对水解酸化产物分配的影响表2显示了经过15d 发酵后不同温度下液相有机酸的组成,各种VFA 组分以在总VFA 中的质量比表示.由表2可以看出不同温度下有机酸的组成变化不大,VFA 中以甲酸和乙酸为主,同时有少量丙酸和丁酸产生,随着温度的升高甲酸所占的比例增加,乙酸所占的比例有所下降.这说明温度对VFA的组成影响不大.另外,在不同温度下乳酸浓度都较高,这也和Wang等[18,19]曾经报道的乳酸是厨余废物主要发酵产物的结论一致.表2　不同温度下有机酸的组分Table2　Individual VFA constituents and lacticacid concentration at different temperatures温度/℃甲酸/%乙酸/%丙酸/%丁酸/%总VFA/g・L-1乳酸/g・L-1253945145151011201425163531561448163341426134038174814219101042817281150441345212814241627193　结论(1)温度对水解和酸化过程有较大影响,在不超过37℃范围内,VFA浓度随着温度升高而升高,峰值浓度达34135g/L,超过37℃,酸化率反而下降.而水解率则随着温度的升高持续上升,50℃时达82%.综合考虑水解率和酸化率随温度的变化,厨余垃圾水解酸化过程的最优温度条件为37℃.(2)不同温度下有机酸组成没有明显变化, VFA组成均以甲酸和乙酸为主,所占比例分别为31%～44%和36%～56%,并有少量丙酸和丁酸产生.乳酸一直是酸化过程中浓度最高的有机酸(25～2811g/L).参考文献:[1]Henze M,Mladenovski C.Hydrolysis of 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餐厨垃圾厌氧发酵处理的工艺流程餐厨垃圾厌氧发酵处理的工艺流程如下：一、预处理在餐厨垃圾进入厌氧发酵处理环节之前，需要进行一系列的预处理。

首先，需要对垃圾进行分类，将其中的蔬菜、水果、肉类等不同类型的垃圾分别收集。

接下来，需要将这些垃圾进行挑拣，去除其中的金属、陶瓷、玻璃等无机物以及塑料等有机物。

这个过程中，可以充分利用重力分选技术，将垃圾按照密度和质量的差异进行分离。

完成垃圾分类和挑拣后，需要进行破碎处理。

这个步骤主要是将大块的垃圾破碎成小块，以便于后续的厌氧发酵处理。

同时，破碎还能将垃圾中的有机物质充分释放出来，提高厌氧发酵的效率。

二、厌氧发酵在预处理完成后，餐厨垃圾便可以进入厌氧发酵环节。

在这个过程中，厌氧菌种会被添加到垃圾中，这些菌种会分解垃圾中的有机物质，产生沼气。

在厌氧发酵过程中，温度的控制非常重要。

一般情况下，发酵温度需要保持在30℃左右。

同时，发酵过程中的气体也需要进行管理。

这些气体主要包括沼气和二氧化碳等，其中沼气可以用于发电、供暖等，而二氧化碳则可以用于制作干冰等产品。

三、残渣处理在厌氧发酵完成后，会产生一些残渣。

这些残渣也需要进行适当的处理。

一般而言，残渣可以分为有机残渣和无机残渣两部分。

对于有机残渣，可以进一步进行堆肥处理，将其转化为有机肥料；对于无机残渣，可以进行填埋处理。

在残渣处理过程中，需要注意避免产生二次污染。

比如，在堆肥处理时，需要将残渣中的重金属等有害物质充分去除；在填埋处理时，需要注意避免对地下水和土壤造成污染。

总之，餐厨垃圾厌氧发酵处理的工艺流程包括预处理、厌氧发酵和残渣处理三个环节。

在这个过程中，需要充分考虑各个环节的优化和环境保护问题，实现资源的有效利用和废弃物的减量化、无害化、资源化处理。

热处理对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响张国华;黄黄;黄江丽;张志红;王东升;丁建南【摘要】餐厨垃圾中有机物含量高,以沼渣为产氢菌种来源,利用餐厨垃圾为原料研究厌氧发酵制备氢气,研究通过热处理沼渣对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响.结果表明,餐厨垃圾是理想的厌氧发酵产氢底物,热处理能够有效的抑制耗氢微生物的活性,提高产氢气浓度.未加热处理发酵产气量大,氢气最大浓度为29％;100℃加热处理15 min发酵产氢气最大浓度为38％,产气量大;100℃加热处理30 min发酵产氢气最大浓度为35％,产气量下降.以餐厨垃圾为发酵底物微生物产氢发酵的最佳pH值为5.0 ～6.0.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2014(032)006【总页数】4页(P773-776)【关键词】餐厨垃圾;厌氧发酵产氢;沼渣;热处理【作者】张国华;黄黄;黄江丽;张志红;王东升;丁建南【作者单位】江西省科学院生物资源研究所,330029,南昌;江西省科学院生物资源研究所,330029,南昌;江西省科学院生物资源研究所,330029,南昌;江西省科学院生物资源研究所,330029,南昌;江西省科学院生物资源研究所,330029,南昌;江西省科学院生物资源研究所,330029,南昌【正文语种】中文【中图分类】X705能源与环境双重危机使绿色可再生能源的开发研究成为当今各国工作的重点。

氢气作为清洁高效的能源，在国民经济诸多领域中具有十分重要的用途，其开发与利用受到高度重视[1]。

目前，制氢技术主要有物化法和生物法，物化法包括水电解法、甲烷裂化法和水煤气转化法等，存在能耗高，成本高，产生污染等缺陷；生物法主要有光合制氢和厌氧发酵制氢。

厌氧发酵制氢是近年来兴起的技术，有机物厌氧消化一般可分为水解、酸化、产氢产乙酸和产甲烷四个阶段，根据厌氧发酵机理，抑制产甲烷阶段利用有机物制备氢气在理论上是可行的[2]。

国内对厌氧发酵制氢的研究起步较晚，还处在初级阶段，目前主要集中在单一组分的基质产氢研究，产氢微生物的研究，厌氧发酵制氢影响因子和过程调控的研究以及厌氧发酵制氢装置的研究等[3]。

不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响随着人们生活水平的提高和饮食习惯的改变，餐厨垃圾的数量逐渐增多，给环境和社会带来了极大的压力。

有效处理餐厨垃圾成为了现代社会中亟待解决的问题之一。

温厌氧发酵是一种处理餐厨垃圾的有效方法，通过控制好不同物料的配比可以影响温厌氧发酵过程的效果。

本文将从不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响进行深入探讨。

一、温厌氧发酵的原理温厌氧发酵是一种生物处理技术，通过控制温度、水分、通气等条件，使餐厨垃圾中的有机物质在无氧或微氧条件下，被厌氧微生物分解成稳定的有机肥料。

在这个过程中，垃圾中的有机质被分解产生大量的热能和沼气，同时也得到了高效的有机肥料。

二、不同物料配比对温厌氧发酵的影响1. 碳氮比碳氮比是影响温厌氧发酵效果的一个重要因素。

如果碳氮比太低，会导致发酵过程中氨氮释放过多，影响垃圾发酵过程的稳定性；如果碳氮比太高，会导致氮的亏损，影响微生物的生长繁殖。

合理控制不同物料的碳氮比，可以有效改善发酵过程中的氨氮释放和养分转化。

2. 水分含量餐厨垃圾中的水分含量直接影响着温厌氧发酵的进行。

水分含量过高会导致通气不良，破坏了垃圾堆的结构，影响发酵效果；水分含量过低则会影响微生物的生长和活动。

合理控制不同物料的水分含量，保持适当的通气和水分条件，是提高温厌氧发酵效果的关键。

3. 通气条件通气条件是影响温厌氧发酵的另一个重要因素。

通过合理的堆料结构和通风系统设计，可以有效改善餐厨垃圾堆的通气条件，提高发酵效果。

合理控制不同物料的通风条件，可以有效控制微生物的活动和有机物的分解速度，从而提高温厌氧发酵的效果。

4. pH值pH值是影响温厌氧发酵的关键因素之一。

不同物料的pH值对温厌氧发酵的影响较大。

一般来说，pH值在6-8之间是微生物较适宜的生长范围，过高或过低的pH值都会影响微生物的生长和活动。

合理调节不同物料的pH值，可以有效改善温厌氧发酵的效果。

三、结论通过对不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响进行分析可以看出，合理控制碳氮比、水分含量、通气条件和pH值是提高温厌氧发酵效果的关键。

不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响餐厨垃圾是城市生活中产生的一种废弃物，由于其中含有大量的有机物质和水分，使得餐厨垃圾成为细菌滋生的理想场所。

为了减少对环境的污染和资源的浪费，许多地方都在进行餐厨垃圾的处理和资源化利用工作。

温厌氧发酵技术是餐厨垃圾处理的一种重要方法，它可以将垃圾中的有机物质转化为有机肥料和生物燃料。

不同的物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程有着不同的影响。

本文将从温厌氧发酵的原理、影响因素和实际操作角度，探讨不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响。

一、温厌氧发酵的原理温厌氧发酵是一种生物技术，利用有机物质在缺氧条件下被微生物分解产生热能和气体，并最终转化为有机肥料的过程。

在温厌氧发酵过程中，微生物会迅速分解餐厨垃圾中的有机物质，产生大量热量和二氧化碳，同时释放出有机酸、酒精和氨气等物质。

通过这一过程，餐厨垃圾中大部分有机物质都能得到有效分解，从而实现了资源化利用和无害化处理。

二、影响因素1. 物料配比：餐厨垃圾中的主要成分包括果皮、蔬菜残余、废弃食用油脂等有机物质，而不同的物料配比会直接影响温厌氧发酵的过程和效果。

一般来说，碳源和氮源是影响发酵效果的关键因素，碳源过多会导致发酵过程过热，而氮源过少则会抑制微生物的活性，影响发酵的稳定性。

2. 湿度：餐厨垃圾中含有大量的水分，而水分的适宜含量对温厌氧发酵的进行起着至关重要的作用。

适当的湿度能够提供微生物生长和活动所需的水分，但过高或过低的湿度都会影响发酵的进行。

过高的湿度会妨碍空气的流通，导致缺氧和异味的产生，而过低的湿度则会影响微生物的活性，降低发酵效果。

3. 通风性：通风性是影响温厌氧发酵的关键因素之一，良好的通风可以有效地排除发酵过程中释放出的二氧化碳和氨气，促进空气的流通，有利于发酵产热物质的散失和温度的控制。

4. 温度：温厌氧发酵需要一定的温度条件来维持微生物的生长和活动，一般来说，发酵开始阶段需要较高的温度来促进有机物质的分解和产热，而后期需要逐渐降低温度来保持发酵的稳定性。

讨论操作参数对厌氧发酵的影响。

操作参数是指对于厌氧发酵过程中可以调节的参数，包括温度、pH值、碳源、氮源、微生物代谢产物等。

1. 温度：温度是影响厌氧发酵最重要的因素之一。

不同厌氧微生物在适宜的温度下有不同的代谢特性。

例如，嗜热厌氧菌适宜的温度为50~80℃，而嗜寒厌氧菌则适宜在10~25℃下生长。

通常，在30~40℃下进行厌氧发酵是较为常见的操作温度范围。

2. pH值： pH值是另一个影响厌氧发酵的重要参数，它关系到厌氧微生物代谢产物的种类和产量。

不同的厌氧微生物在适宜的pH范围内有较高的耐受性。

比如，产氢的嗜酸厌氧菌适宜的pH值范围为4.0~5.5，而产甲烷的嗜碱厌氧菌则适宜的pH值范围为7.5~8.5。

3. 碳源：有机碳气化为原料是厌氧发酵过程的关键。

不同碳源的利用率和产物种类不同，具体的选择与实现取决于微生物种类和厌氧反应器的设计。

例如，在产生生物氢的生物反应器中，葡萄糖和淀粉能够更快被厌氧菌转化，产量也更高。

4. 氮源：氮源是厌氧反应器中需要额外添加的化合物，以支持微生物生长和代谢。

在过程中，良好的氮源和适当的比例不仅可以促进厌氧菌的生长，还可以提高产物的选择性和产量。

5. 微生物代谢产物：在不同的厌氧反应器中，微生物代谢产物的种类和产量不同。

代表性的产物包括甲烷、氢气、乙醇、丙酮等。

这些代谢产物反过来会对厌氧菌的生长和代谢产生影响。

例如，甲烷在适宜的实验室条件下会抑制生产生物氢的厌氧微生物的生长。

所以加强代谢产物的检测对于发酵过程的监测和控制有重要意义。

温度是如何影响厌氧生物处理过程的?
温度是影响厌氧微生物生命活动的重要因素之一。

并且在废水厌氧生物处理设备运行中，要维持一定的反应温度又与能耗和处理成本有关。

与所有的化学反应和生物化学反应一样，厌氧生物降解过程也受到温度和温度波动的影响，主要表现在以下三点;
（1）温度会影响有机物在生化反应中的流向和某些中间产物的形成，因而与沼气的产量与成分等有关。

（2）温度通过影响厌氧微生物体内某些酶的活性而影响微生物的生长速率和微生物对基质的代谢速率，因而会影响到废水厌氧生物处理工艺中污泥的产生量和有机物的去除速率。

（3）温度还可能影响污泥的成分与性状。

高温蒸煮除油对餐厨垃圾厌氧消化的影响施军营;房明;乔如林;薛方亮;王晓霞;王玉晓【摘要】[目的]探讨高温蒸煮除油对餐厨垃圾性状及厌氧发酵的影响.[方法]在37℃条件下,通过批式试验分析不同温度蒸煮去油后的餐厨垃圾厌氧消化产气潜力.[结果]蒸煮除油处理提高了餐厨垃圾的sCOD、溶解性糖、溶解性蛋白的水解;未加热处理餐厨垃圾、110℃、120℃及130℃蒸煮除油后餐厨垃圾的单位挥发性固体(VS)产气潜力分别为766、578、624和646 ml/g;随着蒸煮除油温度提高,餐厨垃圾厌氧发酵的总固体(TS)和VS降解率增大.[结论]蒸煮除油可提高餐厨垃圾的水解效果,有利于提高产气潜力.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】3页(P2101-2103)【关键词】厌氧消化;餐厨垃圾;沼气;高温除油【作者】施军营;房明;乔如林;薛方亮;王晓霞;王玉晓【作者单位】蓝德环保科技集团有限责任公司,北京100025;蓝德环保科技集团有限责任公司,北京100025;蓝德环保科技集团有限责任公司,北京100025;蓝德环保科技集团有限责任公司,北京100025;蓝德环保科技集团有限责任公司,北京100025;蓝德环保科技集团有限责任公司,北京100025【正文语种】中文【中图分类】S216餐厨垃圾是指宾馆、饭店、餐馆和机关、部队、院校、企事业单位在食品加工、饮食服务、单位供餐等活动过程中产生的食物残渣和废弃油脂等废弃物[1]。

随着人民生活水平的提高以及城市化进程的加快，城市餐厨垃圾的产生量不断增加[2]。

目前我国部分城市餐厨垃圾产生量约占城市生活垃圾比例60%,据估算我国餐厨垃圾的产生量超过6 000万t[3]。

北京、上海、广州等城市的餐厨垃圾日产量均超过1 000 t[4-6]。

由于含水率和有机物含量高，餐厨垃圾在收集、运输及短暂存放过程中，极易腐败变臭、滋生细菌蚊蝇，严重地影响了周围环境。

温度对污泥厌氧发酵产酸过程的影响蔡伟娜;陆小青【摘要】污泥厌氧发酵不仅可以产生短链脂肪酸补充污水脱氮除磷[1]工艺中碳源的不足,还可以实现污泥的减量化和资源化.该文综述了温度对污泥厌氧发酵产酸影响的研究进展,着重讨论了温度对污泥厌氧发酵过程中水解、短链脂肪酸(SCFAs)累积、甲烷的产生和污泥减量化等方面的影响,并对今后的研究方向进行了展望.%The use of short chain fatty acids (SCFAs)-richened fermentation liquid as the additional carbon source of biological nutrient removal (BNR) has been considered as a practical and sustainable solution for increasing BNR performance, by which both waste bio-solids utilization and internal carbon source production can be accomplished in the biological wastewater treatment plants. According to the latest research, the sludge anaerobic fermentations under different temperatures were reviewed in this paper. The effect of temperature on hydrolysis, acidification, methane production and sludge reduce was discussed in details in this paper. The research direction in the future was put forward.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】4页(P9-12)【关键词】污水厂污泥;厌氧发酵;温度;短链脂肪酸【作者】蔡伟娜;陆小青【作者单位】上海市水务规划设计研究院,上海 200232;上海市建设和交通委员会科学技术委员会,上海200032【正文语种】中文【中图分类】X7051 前言近年来越来越多的学者开始关注利用污泥厌氧发酵液中的SCFAs补充脱氮除磷工艺的碳源不足的研究。

温度对餐厨厌氧发酵性能的影响研究杜贵明发布时间：2021-08-25T08:05:01.409Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：杜贵明林庆裕金音马征郭喜志[导读] 以莆田市餐厨垃圾为原料，通过批式厌氧发酵实验，考察温度对餐厨垃圾厌氧发酵产气性能的影响。

结果表明厌氧系统运行温度在37℃时，发酵沼气中平均CH4含量可达63%,COD最大去除率达到97.5%，发酵液中PH没有发生较大的波动，基本维持在7.8-8.0变化，通过实验确定了餐厨垃圾厌氧发酵的最佳温度是37℃。

杜贵明林庆裕金音马征郭喜志中节能（莆田）再生资源利用有限公司中节能（莆田）再生资源利用有限公司福建莆田 351156摘要：以莆田市餐厨垃圾为原料，通过批式厌氧发酵实验，考察温度对餐厨垃圾厌氧发酵产气性能的影响。

结果表明厌氧系统运行温度在37℃时，发酵沼气中平均CH4含量可达63%,COD最大去除率达到97.5%，发酵液中PH没有发生较大的波动，基本维持在7.8-8.0变化，通过实验确定了餐厨垃圾厌氧发酵的最佳温度是37℃。

关键词：餐厨垃圾；产沼气；厌氧发酵；温度引言餐厨垃圾是人们生活中日常产生的废弃食物残渣，因其成分中含有大量淀粉、糖类、蛋白质、油脂等营养物质，且含水率很高，因此易腐败变臭，造成环境污染。

随着我国经济发展和居民生活水平提高，餐厨垃圾产生量呈逐年上升，餐厨垃圾处理量也不断增大[1]，如果采用传统的焚烧、好氧堆肥、填埋的方式处理会产生大量二次污染，还会造成资源的浪费。

而餐厨垃圾的厌氧发酵技术不仅能实现餐厨垃圾的资源化、减量化、无害化，同时得到甲烷等清洁能源[2-3]，因此厌氧发酵技术是餐厨垃圾处理的良好选择。

但是由于其应用于餐厨垃圾处理刚刚起步，还存在诸多问题，如对餐厨垃圾特性认知不足导致在厌氧发酵运行环节中，工况环境控制及调节等方面存在许多需要解决的问题。

本文考察温度对餐厨垃圾厌氧发酵系统产沼气、COD去除效果、消化液PH的影响，为餐厨垃圾厌氧发酵工艺运行提供启示和参考建议。

不同物料配比对餐厨垃圾中温厌氧发酵过程的影响
餐厨垃圾是指在餐饮过程中产生的有机垃圾，包括剩余食物、果皮、蔬菜残渣等。

为
了减少对环境的污染，餐厨垃圾通常采取温厌氧发酵的方式进行处理。

不同物料配比会对
餐厨垃圾中的温厌氧发酵过程产生影响，其中包括气味、发酵速度和发酵产物等方面。

不同物料配比会影响餐厨垃圾温厌氧发酵过程中的气味。

在发酵过程中，餐厨垃圾中
的有机物质会分解产生气体，其中包括硫化氢、氮化物等臭味物质。

而不同物料配比会影
响垃圾中的碳氮比，进而影响发酵过程中氮素的释放情况。

过高的碳氮比会造成氮素的缺乏，导致产生硫化氢等气味物质的还会产生挥发性有机物，加重气味问题。

在不同物料配
比中，需要控制碳氮比，减少有机物的分解过程中产生的臭味物质。

不同物料配比会影响餐厨垃圾温厌氧发酵过程的速度。

发酵过程中，适量的水分和适
宜的温度是发酵速度的重要因素。

不同物料配比会影响垃圾中的水分含量和物料的通气性，进而影响温厌氧菌的生长和活性。

过高的碳氮比会导致发酵过程中产生大量水分，降低垃
圾中的水分含量，从而影响发酵速度。

在配比过程中，需要控制水分含量和温度，提供适
宜的生长环境，促进发酵过程的进行。