基于pH值调控的厌氧酸化产物分布及微生物群落特征研究

针对果蔬和餐厨垃圾等易降解有机固体废弃物厌氧消化过程的酸化问题,国内外学者通常采用两相厌氧工艺替代传统的单相厌氧工艺。为进一步提高两相厌氧工艺的高效性和稳定性,文章考察了不同pH值(4.0,5.0和6.0)条件下有机物厌氧酸化产物分布情况和调控效应;并对稳定形成的产酸微生物群落结构进行了分析。结果表明,pH值控制能明显提高反应器酸化率;pH值为5.0和6.0时反应器酸化率较高,其最高值均超过70%,前者酸化产物以乙醇、乳酸和乙酸为主,后者则出现有大量丙酸(约占总产酸量50%),因此,pH值控制为5.0有望作为有机物产酸相的优选条件。pH值为5.0时形成的优势水解酸化菌属主要有Lactobacillus(8.9%),Prevotella(32.0%),Bifidobacterium(22.4%),Clostridium(22.3%)和Sporolactobacillus(11.4%),且优势菌属的典型代谢途径与实验过程中产物分布特征具有很好的一致性。

餐厨垃圾分选有机废物热解动力学特性分析

针对餐厨垃圾生物处理过程中产生的有机废物,为了实现餐厨垃圾的资源化利用,使用热重分析仪对其典型组分:塑料、骨头及难降解生物质,进行了单独及混合热重(TG)特性研究。结果表明:难降解生物质(BRB)、骨头等生物质类物质失重温度较低,最大失重率温度分别为325和341℃,塑料的失重温度较高,最大失重率温度在475℃;通过对混合物料的热重曲线和动力学分析,在较低温度(<400℃),塑料和骨头对热解过程有一定的抑制作用,而在高温(>400℃)状态下,二者在热解过程中有协同作用;含有3种组分的实际物料在166~361℃条件下热解过程符合二维相界反应(函数为2(1-α)1/2);而在361~550℃热解符合三级动力学反应(函数为(1-α)3),在整个温度阶段(166~550℃)中的实际活化能低于模拟活化能(59.69<86.57 k J·mol-1),表明3种物料混合热解有协同作用。