以猪粪、鸡粪、玉米秸秆、餐厨垃圾和厨余垃圾等5种农业固体废物为底物,采用修正的Gompertz模型,研究了典型农业固体废物暗发酵产氢动力学和代谢产物变化规律,探讨了不同温度和初始pH条件下的主要产氢代谢途径。结果表明:温度和初始pH对农业固体废物暗发酵产氢具有显著影响;高温组累积产气量和氢气百分含量显著高于中温组。在55℃高温且pH为6.0的条件下,餐厨垃圾暗发酵产氢效果最佳,累积产气量和氢气百分含量最大,为1 100 mL和73.58%,最大产氢速率和产氢潜力分别为37.11 mL·h-1和660.30 mL;厨余垃圾暗发酵产氢效果次之,鸡粪产氢潜力最差。在暗发酵产氢末期,以鸡粪为底物的代谢产物的氨氮浓度最高,过高的氨氮浓度可能抑制了产氢过程。VFA分析表明:不同底物和条件下丁酸浓度均最高,且含有少量乙醇、乙酸、丙酸等;暗发酵产氢代谢途径是以丁酸型发酵为主的混合型发酵。通过温度、初始pH等非生物性控制因素的优化调控,显著提高了农业固体废物暗发酵产氢潜力和底物利用效率,为生物制氢的技术研发与工程应用提供参考。
类型: 期刊论文
作者: 贾璇,李迎新,吴雅楠,王勇,郝艳,李鸣晓
关键词: 农业固体废物,暗发酵,温度,代谢产物,动力学分析
来源: 环境工程学报 2019年09期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑,农业科技
专业: 环境科学与资源利用,农业基础科学
单位: 北京工商大学中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室,北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室
基金: 国家自然科学基金资助项目(21406213,51408572)
分类号: X71
页码: 2233-2242
总页数: 10
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