乔 玮,尹冬敏,刘月玲,毕少杰,王 菁,董仁杰 (中国农业大学工学院,生物质工程中心,国家能源生物燃气高效制备及综合利用技术研发(实验)中心,北京 100083)

对于全混式厌氧发酵反应器而言,水力停留时间(HRT)和容积负荷直接影响着厌氧发酵系统的容积甲烷产率.如果 HRT过长,就会在一定程度上使得厌氧发酵系统的运行成本增加;但是如果水力停留时间过短,单位时间内流出反应器的菌体增加,进而造成反应器微生物含量降低,有机物还没有被降解完全就流出反应器.Lgoni[1]指出,不同类型的微生物菌群代谢最短至 30min;各种产乙酸菌的最短世代更替周期1.5～ 4.0d;然而两类主要的产甲烷菌世代周期差异较大,嗜乙酸产甲烷菌的最短世代周期为2～3d,而嗜氢产甲烷菌的繁衍速度很快,世代周期最短仅需 6h.同时,过高的有机负荷可能会使得系统不稳定,造成挥发性有机酸的累积,影响系统的酸碱平衡,进而影响微生物的代谢能力.有机负荷过低,发酵系统中的微生物则处于低效运行状态,使得运行成本增加,综合经济效益较差[2-3].因此,选取合适的 HRT和有机负荷对于甲烷发酵过程至关重要.

餐厨垃圾是一种非常典型的有机废物,我国每年产生餐厨垃圾约6000万t[4].将餐厨垃圾和秸秆混合发酵能够在原料特性上调节C/N比,在发酵动力学上调节产酸和产甲烷速率的匹配,使发酵过程更稳定.因此,本文以餐厨垃圾和秸秆为共混原料,逐级稀释进料浓度并梯度缩短HRT,分……