【摘要】：通過向餐廚垃圾厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中投加生物類表面活性劑烷基多苷(APG)的方式,探究了APG對餐廚垃圾研究發(fā)酵生產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸的影響。結(jié)果表明,APG的最佳投放量為0.12 g·(g TSS)~(-1)(總懸浮固體),最佳揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的產(chǎn)量為18.9 g·L~(-1),相應(yīng)的發(fā)酵時間為6 d。機理研究表明,APG能夠促進餐廚垃圾中多糖和蛋白質(zhì)的釋放,抑制甲烷的產(chǎn)生。進一步研究發(fā)現(xiàn),APG自身分解會產(chǎn)生VFA,但VFA的產(chǎn)量遠遠小于對餐廚垃圾厭氧厭氧分解值。
【圖文】：

含量(121．3±5．6)gCOD·L－1，蛋白質(zhì)含量(31．6±2．4)gCOD·L－1。APG購買于上海某生物科技公司，其純度達到98．5%。接種污泥取自實驗室UASB反應(yīng)器中厭氧發(fā)酵污泥，接種污泥的基本特性如下:pH=6．8±0．2，TSS=(15450±310)mg·L－1，VSS=(11500±225)mg·L－1，蛋白質(zhì)=(8560±89)mg·L－1，多糖=(1250±68)mg·L－1，溶解性COD=(226．5±12)mg·L－1，VFA=(12．3±2)mg·L－1。1．2APG濃度對餐廚垃圾厭氧產(chǎn)酸的影響本實驗在5個有效體積為1．0L的厭氧反應(yīng)器中進行(實驗裝置見圖1)。首先，向厭氧反應(yīng)器中投加0．6L預(yù)處理后的餐廚垃圾發(fā)酵基質(zhì)，隨后投加0．2L的接種污泥，發(fā)酵基質(zhì)與餐廚垃圾的體積比為3∶1。最后向上述反應(yīng)器中投加不同含量的APG，使其含量分別為0、0．06、0．12、0．24和0．36g·(gTSS)－1。另一個反應(yīng)容器中添加1．0gAPG，然后補充0．6L的自來水和0．2L的接種污泥，此反應(yīng)器作為空白對照組，探究APG自身分解對VFA的貢獻量。最后，往上述反應(yīng)器中鼓入氮氣(5min)以保證厭氧環(huán)境，并至于(35±1)℃的水浴鍋中，控制發(fā)酵周期為12d。1．3分析方法pH、TSS、VSS和SCOD的檢測參照文獻［11］。蛋白質(zhì)采用Folin-酚法測定，以牛血清蛋白為標(biāo)準底物［12］。還原性糖類采用蒽酮比色法測定，以葡萄糖為標(biāo)準底物［13］。VFA采用Agilent6890N進行檢測，該氣相色譜配有FID檢測器和DB-WAXETＲ柱子(30m×0．53mm×1．0mm)。本實驗中SCFA主要檢測乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、正戊酸和異戊酸這6種小分子酸。甲烷的檢測詳見參考文獻［14］。圖1反應(yīng)裝置示意圖Fig．1Schematicdiagramofexperimentalsetup2結(jié)果分析與討論2．1APG濃度對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵VFA的影響VFA是污?

環(huán)境工程學(xué)報第10卷圖2APG投加量對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵過程中VFA積累的影響Fig．2EffectofAPGdosageonVFAproductionfromfoodwasteanaerobicfermentation值時所需的發(fā)酵時間。2．2最佳APG投加量下VFA各組分的分布VFA的組分對其后續(xù)利用至關(guān)重要。在本研究中重點研究乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸這6種小分子酸。圖3為在0．12g·(gTSS)－1APG作用下各組分的百分含量。如圖3所示，，乙酸和丁酸的比例最大，這兩種酸的總百分比高達79%，在這6種小分子的有機酸中異戊酸所占的比例最小僅為3%。乙酸的百分含量高于其他組分的主要原因在于有機物代謝生成乙酸的途徑比較多，可以從復(fù)雜的有機物直接生成，另外一方面也可以從戊酸等高分子酸轉(zhuǎn)化而來［8］。圖3APG強化餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生成VFA的組分(第6天)Fig．3CompositionofVFAduringfoodwasteanaerobicfermentationenhancedbyAPG(6thd)2．3強化VFA的機理研究2．3．1APG對SCOD變化的影響餐廚垃圾是一種比較復(fù)雜的有機體，含有大量的碳水化合物和蛋白質(zhì)，然而這部分有機物大多以顆粒狀態(tài)存在。碳水化合物和蛋白質(zhì)要分解成小分子的有機質(zhì)才能近一倍被厭氧發(fā)酵微生物所利用。SCOD常被用于表示溶解態(tài)有機物的含量。圖4為APG作用下餐廚垃圾中SCOD隨發(fā)酵時間的變化。SCOD隨著發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)先上升后下降的整體趨勢。在空白組，SCOD在發(fā)酵第8天達到最大值6562mg·L－1，而在APG作用的實驗組中，SCOD的上升速率明顯高于空白對照組。在APG投加量為0．06、0．12、0．24和0．36g·(gTSS)－1，SCOD的最大值分別為8562、9682、10250和11350mg·L－1，分別是空白對照組最大SCOD的1．3、1．5、1．6和1．7倍。上述實驗結(jié)果表明，APG的投加能夠顯著提高餐廚

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本文編號：2586093