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pH值对厨余垃圾厌氧发酵产酸的影响

摘要：针对利用厨余垃圾厌氧消化合成VFAs产量低及VFAs类型不确定的问题，探究了pH值对于厨余垃圾合成VFAs产量以及组成的影响。在三个pH值梯

度〔pH=6，7，8〕条件下检测厌氧系统中的SCOD、NIG4+-N、VFAs的产量及组分。结果说明，调整pH可以提升厨余垃圾厌氧发酵产VFAs的总量并定向转变有机酸的组成。反响pH值掌握在中性条件pH=7时，VFAs产量优于pH值为弱酸性和弱

碱性条件〔pH=6，7，8〕的状况，产量可提升3.02％-54.80％，其中中性条件对丙酸含量提升较为明显。

关键词：厨余垃圾；厌氧发酵；挥发性脂肪酸(VFAs)：pH值

前言：随着垃圾分类的逐步实施，生活垃圾中厨余垃圾的比重渐渐上升，已经可以到达总产量的40%-50%。因其具有含水率高、有机质含量丰富等特点，通过填埋和燃烧等方式进展处理，会造成渗滤液外溢、燃烧热值低等问题，增加处理本钱。将厨余垃圾通过厌氧发酵的方式合成具有使用价值的产物如挥发性脂肪酸，不仅是一种的垃圾处理资源化手段，同时也能很好地解决相关问题。本文将利用单因素试验，设置不同的pH值进展厌氧反响，并对该过程中有机质水解效果和产酸效果进展分析。

材料与方法

试验材料

表1原料性质

样品

厨余垃圾

厌氧污泥

TS/%

11.74±0.27

6.84±0.40

VS/% 9.34±0.48 5.42±0.22

C/N 24.56±1.38 5.13±0.01

针对我国某大学食堂后厨产生的厨余垃圾成分进展分析，选取白菜、土豆、胡萝卜和绿甘蓝模拟厨余垃圾进展厌氧发酵试验。厌氧颗粒污泥取自山东某柠檬酸厂污水处理过程中的IC厌氧反响器。厨余垃圾裂开后适当脱水，和厌氧污泥一起置于4℃冰箱中冷藏保存。厌氧污泥在接种前以相对应的反响温度条件、转速条件100r/min驯化培育3天，去除其中的微生物可利用有机质并用作接种污泥。厨余垃圾及接种污泥的特性如表1所示。

试验方法

试验设计为反响pH值对VFAs产量影响。将厨余垃圾在pH=8条件下进展碱预处理6小时，再将预处理后的厨余垃圾和驯化过的污泥依据VS为7：3的比例

混合作为厌氧底物。然后进展pH值对VFAs产量的影响试验。设置反响pH值为6、

7和8，进展厌氧发酵。检测其发酵后每日的可溶性化学需氧量(SCOD)、NH+-N、

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VFAs浓度。

检测方法

样品总固体含量(TS)承受枯燥法进展检测；挥发性固体含量(VS)承受马弗炉灼烧法进展检测；C/N承受元素进展检测；SCOD承受分光光度法测定；

NH+-N承受纳氏试剂分光光度法测定；VFAs承受岛津GC-2023气相色谱仪测定；

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色谱条件为：初始柱温60℃，进样口温度230℃，检测器温度260℃。2结果与分析

pH值对有机质水解的影响

反响过程中不同的pH值条件，也会对厨余垃圾厌氧消化过程中的水解、酸化步骤产生影响。如图1所示，pH值为6和7条件下系统中SCOD浓度呈现较为稳定的状态，而pH值为8的SCOD浓度在反响3天内较为稳定而在反响三天后有明显波动。在反响前4天，各组pH值条件下的SCOD浓度根本呈现稳步上升的状态，这表达在该时间范围内体系中的固态有机物水解渐渐增加，此时为最正确的水

解时间。而在反响进展5天后，各组的SCOD浓度均有不同程度的下降，这说明，在5天后可溶性有机物被厌氧后续步骤所利用；其中pH值为8的厌氧系统中的SCOD下降最为明显，这说明该pH值条件下对于可溶性有机质的利用效率最高。

比照不同pH值的厌氧反响觉察，SCOD浓度随pH的增加而上升，在pH值为6、7和8条件下，各组SCOD的最高值分别为47.04±1.21、60.63±3.60和71.25±2.71g/L。这一趋势说明，pH值为8更有利于有机物在厌氧体系中的水解。

图1不同pH值对SCOD的影响

由图2可知，虽然在不同pH值厌氧体系中的NH+-N浓度随反响进展呈现出

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了不同的趋势，但在反响前两天内均呈现上升趋势，这说明含氮有机质在厌氧反

应前两天内可以快速水解。pH值为6的弱酸性厌氧体系中，NH+-N的浓度在反响

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两天后呈现波动下降的趋势，在第2天到达最大值536.14±24.55mg/L。pH值为

7的中性厌氧体系中，NH+-N的浓度呈现先上升而后上下波动的状态，在第5天

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到达最大值838.69±57.15mg/L。而在pH值为8的弱碱性