厨余与污泥联合发酵不同预处理产氢特性研究

·62·发酵生物制氢是可再生能源领域的一个研究热点，因为它不仅能利用糖和淀粉等碳水化合物作为产氢底物，同时可以利用有机固体废弃物（如厨余垃圾、污泥等）作为廉价生物制氢原料[1]~[4]。将剩余污泥单独进行厌氧发酵时,挥发性固体（VS）去除率和产气量都很低，这是因为剩余污泥的可生物降解能力很低,水解过程是剩余污泥进行厌氧消化的限速步骤。随着厨余垃圾在城市垃圾中的比重不断上升,由于其含水率和有机成分都很高,因此很适合采用厌氧发酵工艺进行处理。将厨余垃圾和污水污泥混合消化可以稀释污泥中的有毒成分，有助于促进物料的营养平衡,提高产气量以及降解能力，能够达到除废和产氢的双重效果。厨余与污泥联合发酵不同预处理产氢特性研究宋庆彬，李爱民，鞠茂伟，刘卓（大连理工大学环境与生命学院工业生态与环境工程教育部重点实验室，辽宁大连116024）摘要：以厨余垃圾和污泥为反应底物，加热预处理的污泥为发酵接种物，考察了对反应底物进行碱、酸和热3种预处理的发酵产氢特性。试验结果表明：经过预处理的反应底物中的可溶性营养物质（SCOD和还原糖）总量有明显增长；预处理后发酵所产氢气含量、比产氢速率和氢产率都有较大改善，其中以加热预处理提高效果最为明显，最大氢气含量、最大比产氢速率（VS）和最高氢产率(VS)为47.68%，2.89ml/（h·g）和57.74ml/g，相对于未经过预处理的发酵样品分别提高了0.89倍，5.14倍和3.16倍。关键词：产氢；发酵；厨余垃圾；污泥；预处理中图分类号：X705；TK91文献标志码：A文章编号：1671-5292（2008）06-0062-04TheimpactofdifferentpretreatmentonhydrogenproductionfromkitchenresidueandsewagesludgefermentationSONGQing-bin，LIAi-min，JUMao-wei，LIUZhuo（KeyLaboratoryofIndustrialEcologyandEnvironmentalEngineering,MinistryofEducation，SchoolofEnvironment&BiologicalScience&Technology，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China）收稿日期：2008-07-04。基金项目：中国博士后科学研究基金（20070410814）。作者简介：宋庆彬（1982-），男，河北保定人，硕士研究生，主要从事有机固体废物的厌氧发酵等方面的研究。E-mail：153725489@qq.com通讯作者：李爱民（1968-），男，教授，博士生导师，主要从事固体废弃物资源化等方面的研究。E-mail：leeam@dlut.edu.cnAbstract：Thehydrogenproductionofco-fermentationfromkitchenresidueandsewagesludgein-oculatedwithpreheatedsewagesludgewasstudied.Intheexperiment,sodiumhydroxid（NaOH）,hydrochloricacid（HCl）andheatingsolutionswereusedinthepretreatmentofthekitchenresidueandsewagesludge.Theexperimentshowedthatthesolublenutrient（SCODandreducingsugar）inthereactionsubstratebypretreatmentshadobviouslyincreasing,andthehydrogenconcentration,thehydrogenproductionyieldrateandthehydrogenproductionyieldalsohadbeenobviouslyimproved.Inthedifferentpretreatmentexperiments,theheatingpretreatmentsamplehadthebesteffect,andthemaximumhydrogenconcentration,thehighestspecifichydrogenproductionyieldrateandthehighesthydrogenproductionyieldwere47.68%、2.89mlH2/（h·gVS）and57.74mlH2/gVSrespectively,comparingtothesampleofnon-pretreatment,increasedby0.8