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餐厨垃圾厌氧发酵特性研究摘要：为了实现餐厨垃圾的资源化利用，解决日益严重的餐厨垃圾处理问题，我们以南阳师范学院食堂餐厨垃圾为原料，通过检测分析pH、VFA、产气量等指标，讨论酸化过程及各指标对系统厌氧发酵产沼气性能的影响，得出餐厨垃圾厌氧发酵最佳工艺条件，从而更好的对餐厨垃圾进行厌氧发酵的处理，达到使垃圾减量,环境污染减少的目的。
关键词：餐厨垃圾;厌氧发酵;沼气;影响因素;资源化OF EAT HUTCH GARBAGE ANAEROBIC FERMENTATIONCHARACTERISTICS RESEARCHAbstract:in order to achieve the eat hutch garbage recycling use, the growing problem of eat hutch garbage disposal, and we are in the dining room to eat hutch garbage in nanyang normal university as a raw material, through the analysis of the tes t in dices such as pH, VFA, gas production, acidification process are discussed and the indexes of anaerobic fermentation bio-gas production performance of the system, the optimum technological conditions of eat hutch waste anaerobic fermentation, thereby better to eat hutch waste anaerobic fermentation processing, to make waste reduction, reduce environmental pollution.Key words: eat hutch garbage; Anaerobic fermentation. Bio-gas; Influencing factors; Resource recovery1餐厨垃圾概述1.1餐厨垃圾来源餐厨垃圾又称泔脚,是家庭、饮食单位抛弃的剩饭剩菜以及厨房余物的统称,也是城市生活垃圾的重要组成部分[1]。
厌氧发酵过程三阶段理论：一、有机物水解和发酵细菌作用下,使碳水化合物、蛋白质与脂肪转化为单糖氨基酸、脂肪酸、甘油、CO2、H等二、把第一阶段产物转化为H、CO2和CH3COOH三、通过两组生理物质上不同产CH4菌作用，将H和CO2转化为CH4，对CH3脱羧产生CH4。
厌氧消化原理:有机物厌氧消化过程主要包括产酸和产甲烷两个阶段。
而对于不溶性有机物(有机垃圾），一般可认为在上述两个阶段之前多一个“水解阶段"，水解阶段起作用的细菌包括纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质水解菌；在水解酶作用下，转化产生单糖、酞和氨基酸、脂肪酸和甘油。
产酸阶段起作用细菌是发酵性细菌，产氢产乙酸和耗氢产乙酸菌在胞内酶作用下，转化产生挥发性脂肪酸、醇类、氢和二氧化碳；产甲烷阶段是产甲烷菌利用H2、CO2、乙酸、甲醇等化合物为基质，将其转化成甲烷，其中H2、CO2和乙酸是主要基质。
名词：VFA: Volatile acid 挥发酸COD: Chemical oxygen demand 化学需氧量BOD: Biochemical oxygen demand 生物需氧量TOD： Total oxygen demand 总需氧量TOC: Table of content 总有机碳TS: Total solid 总固体SS： Suspend solid 悬浮固体VS: Volatile solid 挥发固体HRT：水利滞留时间=消化器有效容积/每天进料量SRT：污泥停留时间：单位生物量在处理系统中的平均停留时间SVT: 污泥体积系数：单位体积水样在静置30min后,污泥体积数MRT: 微生物滞留时间PFR：塞流式反应器（Plug flow reactor）高浓度悬浮固体发酵原料一段进入，从另一段排除.USR：生流式固体反应器（Upflow solid reactor）原料从底部进入消化器, 上清从消化器上部溢出UASB:生流式厌氧污泥床（Upflow anaerobic sludge bed）自下而上流动污水通过膨胀的颗粒状污泥床消化分解，消化器分为污泥床、污泥层和三相分离器。
餐厨垃圾两相厌氧发酵中试研究目录第一章引言 (1)1.1餐厨垃圾的概念与特性 (1)1.1.1 餐厨垃圾的概念 (1)1.1.2 餐厨垃圾的特性 (1)1.2餐厨垃圾的现状 (1)1.2.1 餐厨垃圾的产生现状 (1)1.2.2 餐厨垃圾的处理现状 (1)1.3餐厨垃圾的处理技术 (2)1.3.1 饲料化 (2)1.3.2 堆肥 (3)1.3.3 卫生填埋 (3)1.3.4 焚烧 (3)1.3.5 粉碎直排 (3)1.3.6 厌氧发酵 (3)1.4厌氧发酵概述及影响因素 (4)1.4.1 厌氧发酵概述 (4)1.4.2 厌氧发酵影响因素 (4)1.4.2.1 温度 (5)1.4.2.2 pH值 (5)1.4.2.3 氨氮 (5)1.4.2.4 C/N (6)1.4.2.5 油脂 (6)1.4.2.6 有机负荷率 (7)1.4.2.7 发酵工艺 (7)1.5餐厨垃圾厌氧发酵研究现状 (8)1.5.1 餐厨垃圾厌氧发酵的优缺点 (9)1.6论文研究意义及内容 (9)1.6.1 研究意义及拟解决的问题 (9)1.6.2 研究内容 (9)1.6.3 技术路线 (10)第二章餐厨垃圾高温两相厌氧发酵 (11)2.1实验目的 (11)2.2材料与方法 (11)2.2.1 材料来源 (11)2.2.2 实验装置 (11)2.2.3 实验方法 (12)2.2.4 分析方法 (12)2.2.5 分析仪器与设备 (14)2.3结果与讨论 (15)2.3.1 产酸相挥发酸浓度变化 (15)2.3.2 有机负荷对产甲烷相产气的影响 (15)2.3.3 氨氮浓度和挥发酸浓度对产甲烷相的影响 (16) 2.3.4 产甲烷相中微生物数量变化 (18)2.3.5 产甲烷相中甲烷含量变化 (19)2.3.6 产甲烷相中微生物形态 (19)2.4本章小结 (20)第三章餐厨垃圾中温两相厌氧发酵 (22)3.1实验目的 (22)3.2材料与方法 (22)3.2.1 材料来源 (22)3.2.2 实验装置 (22)3.2.3 实验方法 (22)3.2.4 分析方法 (22)3.2.5 分析仪器与设备 (24)3.3结果与讨论 (25)3.3.1 产酸相挥发酸浓度变化 (25)3.3.2 有机负荷对产甲烷相产气的影响 (26)3.3.3 产甲烷相挥发酸浓度变化 (28)3.3.4 产甲烷相氨氮浓度及pH值变化 (29)3.3.4 产甲烷相中甲烷含量变化 (30)3.3.5 产甲烷相微生物数量变化 (31)3.3.6 产甲烷相微生物形态 (31)3.3.7 不同有机负荷下微生物群落变化 (32)3.4本章小结 (35)第四章氨氮浓度对餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷相的影响 (36) 4.1实验目的 (36)4.2材料与方法 (36)4.2.1 材料来源 (36)4.2.2 实验装置 (36)4.2.3 实验方法 (36)4.2.4 分析方法 (37)4.2.5 分析仪器与设备 (37)4.3结果与讨论 (38)4.3.1 产甲烷相氨氮变化 (38)4.3.2 氨氮浓度对产甲烷相容积产气率的影响 (38)4.3.3 氨氮浓度对产甲烷相挥发酸浓度及pH值的影响 (40) 4.3.4 氨氮浓度对产甲烷相甲烷含量及氢含量的影响 (41) 4.3.5 微生物形态 (41)4.3.6 不同氨氮浓度条件下微生物群落变化 (42)4.4本章小结 (46)第五章汽爆预处理对餐厨垃圾沼渣厌氧发酵的影响 (47) 5.1实验目的 (47)5.2材料与方法 (47)5.2.1 材料来源 (47)5.2.2 实验装置 (47)5.2.3 实验方法 (47)5.2.4 分析方法 (47)5.2.5 分析仪器与设备 (48)5.3结果与讨论 (48)5.3.1 不同汽爆条件对絮体理化性质的影响 (48)5.3.2 不同汽爆条件沼渣厌氧发酵产气变化 (50)5.3.2 不同汽爆条件絮体厌氧发酵甲烷含量变化 (51)5.3.2 不同汽爆条件沼渣厌氧发酵挥发酸浓度变化 (51)5.3本章小结 (52)第六章全文总结及展望 (53)6.1全文总结 (53)6.2展望 (54)参考文献 (55)附录 (62)致谢 (63)作者简历 (64)英文缩略表英文缩写英文全称中文名称FW Food Waste 餐厨垃圾AD Anaerobic Digestion 厌氧消化VFAs V olatile Fatty Acids 挥发性脂肪酸TC Total Carbon 总碳TN Total Nitrogen 总氮HRT Hydraulic Retention Time 水力停留时间VS V olatile Solid 挥发性固体含量TS Total Solid 总固体含量C/N Carbon-Nitrogen Ratio 碳氮比OLR Orgnic Loading Rate 有机负荷率COD Chemical Oxygen Demand 化学需氧量NH4+-N Ammonia Nitrogen 氨氮SEM Scanning Electron Microscopes 扫描电镜OTU Operational T axonomic Units 操作分类单元。
COD的测定（快速密闭催化消解法）试验步骤：1、取1ml滤液(5000r/min条件下离心10min,过滤)于50ml容量瓶中定容(稀释倍数由滤液SCOD的浓度而定，通常是稀释至1000－2500mg/L，选择消化液Ⅰ)，从中量取3ml于消化管（注意干燥）中，每个样品做3个重复；同时以同量的蒸馏水代替样品，做空白试验。
2、依次加入1ml掩蔽剂、3ml消化液（注意准确）、5ml催化剂（每加入一种试剂后都要摇匀），旋紧密封塞，混匀。
3、放入已预热到165℃的消解炉中，消解22min，冷却。
4、将样液移至150ml锥形瓶中，用蒸馏水冲洗消化管（至少洗3次，共约30ml），冲洗液移入锥形瓶中。
5、加3滴邻菲罗啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液颜色由黄到蓝突变成红褐色为终点，记录硫酸亚铁标准溶液用量（样品的记为V1，空白对照的记为V0）。
6、滴定使用0.05 mol/LFeSO4：先配0.2mol/L FeSO4，然后稀释得到（量取250mL0.2mol/LFeSO4于1000mL容量瓶即得0.05 mol/LFeSO4，标定后使用）标定方法：准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液（C(1/6K2Cr2O7)=0.2500mol/L）于250mL 锥形瓶中，加水稀释至55mL左右，缓慢加入5mL浓硫酸，混匀，冷却后，加入2－3滴邻菲啰啉指示剂，用0.05 mol/LFeSO4滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即未终点。
C[FeSO4]=0. 25*10/V计算：COD（mg·L-1）＝（V0-V1）×C×8×1000×50/V2V1——滴定样品消耗的硫酸亚铁标准溶液的体积，mLV0——滴定空白消耗的硫酸亚铁标准溶液的体积，mLV2――水样体积，mL，本试验中V2＝3mLC——硫酸亚铁标液的浓度，mol·L-150――水样的稀释倍数8――氧（1/2O）摩尔质量V’——硫酸亚铁标准溶液的标定时，用去的硫酸亚铁溶液的体积，mL试剂配制：掩蔽剂：称取30.0g硫酸汞（分析纯）溶于100mL的10％硫酸中。
一种餐厨垃圾厌氧发酵制取黄腐酸的方法与流程本发明涉及生物质固废资源化利用技术领域，具体涉及到一种使用厌氧发酵技术制取黄腐酸的方法。
背景技术：餐厨垃圾包括家庭、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料（厨余）和食物残余（又称泔脚）。
由于其含水率和有机物含量较高，餐厨垃圾在存放、收集、转运过程中极易在短时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇等，不但给人们带来感官上的刺激，还极大地污染了周围环境。
我国城市餐厨垃圾年产生量超过6000万吨，数量极大，亟需经济合理的方法对其进行处理。
同时，从环保的角度出发，厨余垃圾含有高浓度的生物可降解有机化合物，是一种具有很大潜力的可再生资源。
当前，通过餐厨垃圾处理机的好氧发酵，可以使餐厨垃圾在一天内减量60%，但发酵后缺少高附加值的产物。
黄腐酸是腐植酸的一种，由天然大分子和各种天然结构单元随机聚合而成的多缩物质，含有羟基、氨基等基团，可溶于水、酸和碱溶液，亦可溶于丙酮和乙醇。
广泛应用于农林牧、医药卫生、环保、石油、化工、建材等各个领域，具有较高的经济价值。
发酵黄腐酸是由微生物代谢过程中产生的酚类、醌类物质连同氧化酶排出体外后，按自由基机制发生聚合反应而形成的。
厌氧发酵是有机固体废弃物最有效的产酸技术之一，经过干燥处理的餐厨垃圾中含有大量的碳水化合物和木质素，适于进行厌氧发酵生产黄腐酸。
技术实现要素：本发明目的在于提供一种厌氧发酵方法，对餐厨垃圾进行处理，以获得黄腐酸。
本发明的技术方案按如下的步骤操作：1. 称量胰蛋白胨1g，氯化钠1g，餐厨垃圾菌酵母0.5g，加入250ml锥形瓶中，加入100ml去离子水，使用1 mol/L NaOH将溶液pH值调节为7.0；2. 使用棉花塞和牛皮纸将锥形瓶封口，在高压灭菌锅中121℃灭菌20分钟，待冷却后放入4℃保温箱培养24小时；3. 制备发酵基底液，其成分为：磷酸二氢钾 9850 mg/L；磷酸氢二钾 170 mg/L；氯化铵 800 mg/L；氯化钠 440 mg/L；二水氯化钙50 mg/L；六水氯化镁 330 mg/L；4. 将干燥餐厨垃圾和发酵基底液以每克餐厨垃圾加入6ml发酵基底液的比例加入反应器中，然后加入菌液，使发酵液中菌液含量为1%。
餐厨垃圾厌氧发酵影响因素及产物分析杨林海(兰州理工大学，甘肃兰州 730000)摘要：对城市餐厨垃圾进行了厌氧发酵实验，探讨了活性污泥来源、基质来源、盐分、以及基质粒度等因素对餐厨垃圾厌氧发酵的影响。
实验结果表明:化粪池污泥接种餐厨垃圾厌氧发酵产气效果明显；当碳氮比在30左右时产气量增加趋于平稳；钠盐浓度大于5g/L的基质对餐厨垃圾厌氧发酵有抑制作用，钠盐浓度小于5g/L的基质对餐厨垃圾厌氧发酵有促进作用；减小基质的颗粒粒度可以加快厌氧发酵产气速度，缩短发酵时间，提高垃圾的减量化。
此外，在餐厨垃圾厌氧堆肥发酵过程中，pH一般会降低。
关键词：餐厨垃圾；厌氧发酵；影响因素The influence factors of food waste anaerobic digestion and product analysisYang lin-hai（Lanzhou university of technology ,Lanzhou Gansu 730000,China）Abstract：In the experiments of city food waste anaerobic digestion.. The effects of sources of activated sludge, sources of food waste, salinity, and matrix size, on anaerobic digestion were discussed in detail. The results showed that the gas anaerobic fermentation is obvious effect using the septic tank sludge;when C/N in about 30 than gas production tend to be stable; the salinity more than 5g/L can inhibit anaerobic fermentation, opposite the salinity less than 5g/L can promote anaerobic fermentation ; reduce the size of matrix can accelerate gas velocity and shortens fermentation time; In the actual, the pH generally can be decreased.Key words: food waste；anaerobic fermentation；influence factors餐厨垃圾俗称泔水，是指宾馆、饭店、餐馆和机关、院校、企事业单位在食品加工、餐饮服务、单位供餐等活动过程中产生的废弃物。
