餐厨垃圾干发酵水解酸化机制及产气动力学*

冯 磊 高 媛 寇宏丽 李润东

(沈阳航空航天大学能源与环境学院，辽宁省清洁能源联合重点实验室，辽宁 沈阳110136)

随着经济的发展，全球范围内每年城市生活垃圾(MSW)的产生量已经超过 4.9 亿t，并随着生活水平的提高以及城市化的扩展在逐年增加[1]。在MSW中，餐厨垃圾的比重达到40%～60%，是MSW的主要组成部分[2]，在中国的一些大型城市中，餐厨垃圾的日产量超过1 500 t[3]。因此，如何在防治餐厨垃圾污染带来危害的同时，变废为宝产出清洁的可再生能源成为社会关注的热点。

餐厨垃圾含有丰富的有机质，且易生物转化产出生物质能[4-5]，厌氧消化制取沼气技术是利用有机垃圾产出可再生能源的有效方法[6-9]。当前，欧洲、美国、日本等发达国家已经形成了一套成熟的厌氧消化技术体系并广泛应用[10-12]。

餐厨垃圾干发酵过程中易产生由于底物浓度过高而出现的抑制现象[13]，国内外关于餐厨垃圾单相厌氧消化技术的研究重点多关注参数变化和处理效果[14-18]，针对餐厨垃圾水解酸化产气机制的研究较少。

本研究分析餐厨垃圾干发酵的启动、运行、失衡、失衡后恢复及最终的稳定运行全过程中各参数的变化趋势及相互关系，重点研究产气特性与挥发性脂肪酸(VFAs)各成分、总固体(TS)浓度等的关系，并分析水解酸化机制及产气动力学。针对传统模型应用于餐厨垃圾干发酵过程的局限性[19-22]，建立了更加适合餐厨垃圾干发酵全过程的各阶段产气动力学模型，揭示了餐厨垃圾在实验周期内的产气率规律，为餐厨垃圾资源化、能源化利用提供基础数据。……