鸡粪与果蔬废弃物混合基质的厌氧发酵产氢特性

【目的】探究鸡粪与不同果蔬废弃物混合基质的厌氧发酵产氢特征,为利用混合物料厌氧发酵制氢提供依据。【方法】分别以香蕉皮、白菜废弃物、油麦菜废弃物、笋叶、土豆皮渣与鸡粪的混合物为原料(各45mL),在中温(35±1)℃、混合基质初始COD质量浓度为40g/L的条件下进行厌氧发酵试验,测定发酵过程中的气体产生量、气体成分和发酵结束后的发酵液液相代谢产物。采用Modified Gompertz模型对累积产氢量随时间的变化进行拟合,测定发酵前、后发酵液的挥发性固体、碳水化合物和蛋白质含量,并计算三者的降解率。【结果】不同混合基质的累积产氢量依次为:鸡粪+土豆皮渣(87.5mL)>鸡粪+香蕉皮(62.5mL)>鸡粪+白菜废弃物(42.1mL)>鸡粪+油麦菜废弃物(34.4mL)>鸡粪+笋叶(34.2mL)。在混合基质初始COD质量浓度相同的条件下,不同混合基质的COD产氢率依次为:鸡粪+土豆皮渣(46.04 mL/g)>鸡粪+香蕉皮(34.00 mL/g)>鸡粪+白菜废弃物(22.24mL/g)>鸡粪+油麦菜废弃物(18.64mL/g)>鸡粪+笋叶(18.57mL/g)。采用Modified Gompertz模型可以很好地拟合各混合基质累积产氢量随时间变化的过程。以鸡粪+土豆皮渣和鸡粪+香蕉皮为混合底物时,发酵类型为丁酸型发酵;以鸡粪+白菜废弃物、鸡粪+油麦菜废弃物和鸡粪+笋叶为混合底物时,发酵类型为乙酸型发酵。在5种混合基质中,鸡粪+土豆皮渣组的挥发性固体、碳水化合物和蛋白质降解率均最大,分别为51.82%,62.43%和28.90%。【结论】基质类型是影响厌氧发酵产氢的重要因素,5种混合基质均能产氢,但以鸡粪+土豆皮渣混合物料的产氢能力最强。