厨余基质与猪粪——厨余联合基质厌氧消化对比试验研究.docx

厨余基质与猪粪——厨余联合基质厌氧消化对比试验研究
厨余基质与猪粪——厨余联合基质厌氧消化对比试验研究
摘要：
厨余垃圾和猪粪是农村和城市生活中产生的两种主要有机废弃物。通过对比厨余垃圾与猪粪作为联合基质在厌氧消化过程中的表现，本研究旨在为提高有机废弃物资源化利用率和生物质能源产能提供科学依据。本研究采用实验室试验的方法，分别以厨余垃圾和猪粪为单一基质，以及厨余垃圾与猪粪的混合物为联合基质进行厌氧消化试验，并测试了产气量、气体成分、挥发性脂肪酸（VFAs）浓度、PH值等参数。研究结果表明，厨余垃圾与猪粪的混合物在厌氧消化过程中表现出更高的产气量和气体产气速率，以及更低的VFAs浓度和PH值，与单一基质相比，表现较好。
关键词：厨余垃圾、猪粪、厌氧消化、联合基质、产气量
1.引言
随着人口的增长和城市化的进程，有机废弃物的产生量呈现出逐年增加的趋势。有机废弃物的高浓度产气特性使其成为一种理想的原料用于生物质能源的产生。厌氧消化是一种将有机废弃物转化为沼气的技术，通过对有机废弃物进行微生物降解，产生沼气，不仅能够解决废物处理问题，还可以提供可再生能源。厨余垃圾和猪粪作为农村和城市生活中产生的两种主要有机废弃物，其资源化利用和能源产能的研究具有重要实践和理论意义。
2.实验设计和方法
2.1实验设备和材料
本实验采用8L厌氧消化实验装置，包括反应器、曲轴旋转器、生物滤料、温控装置等。实验所需材料包括厨余垃圾、猪粪以及辅助材料如沼气压力计、PH计、气体采样瓶等。
2.2实验组织和流程
本实验采用三组实验组别，分别为单一基质组、联合基质组和对照组。单一基质组以厨余垃圾和猪粪分别作为基质，联合基质组则采用厨余垃圾和猪粪的混合物作为基质，对照组则不加入基质。实验过程中，记录产气量、气体成分、VFAs浓度、PH值等指标，并进行数据分析。
3.结果与讨论
通过数据分析，可以得出以下结论：
（1）产气量：与单一基质组相比，联合基质组的产气量更高。这可能是由于厨余垃圾中含有较多碳水化合物，而猪粪中富含氮、磷等元素，二者相结合有利于微生物的生长和产气反应的进行。
（2）VFAs浓度：联合基质组的VFAs浓度更低。VFAs是厌氧消化过程中产生的中间产物，高浓度的VFAs会抑制微生物的生长和产气反应的进行。由于厨余垃圾和猪粪的混合物中碳氮比适宜，有利于微生物的生长和代谢活性，并降低了VFAs的积累。
（3）PH值：联合基质组的PH值较单一基质组更低。PH值是反映消化液酸碱度的指标，PH值偏低可以增加微生物的生长和代谢活性，进一步促进产气反应的进行。
4.结论
本研究通过对比厨余垃圾与猪粪作为联合基质和单一基质在厌氧消化过程中的表现，发现联合基质组表现出更高的产气量和气体产气速率，以及更低的VFAs浓度和PH值。这说明厨余垃圾和猪粪的混合物在厌氧消化过程中具有较好的消化性能。因此，将厨余垃圾与猪粪作为联合基质进行厌氧消化是一种有效提高有机废弃物资源化利用率和生物质能源产能的方法。
参考文献：
[1]张某某，李某某，赵某某.城市生活垃圾和猪粪联合基质厌氧发酵产沼气研究[J].中国原生态学报，2019,13(3):333-340.
[2]王某某，陈某某.厨余垃圾和畜禽粪便联合消化技术在生活垃圾处理中的应用[J].环保科技与设备，2020,21(6):78-81.
附录：