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牛粪和餐厨废弃物混合原料厌氧发酵特性研究
随着人类社会的不断进步，生活垃圾不断增加，垃圾处理成为一个严峻问题。其中，餐厨废弃物和畜禽粪便等有机垃圾的处理一直以来都是难题。随着工业技术的不断进步和发展，垃圾处理技术的种类和方式也越来越多，而厌氧发酵则成为了一种更加环保、经济、高效的有机垃圾处理方式。为了探讨牛粪和餐厨废弃物混合原料的厌氧发酵特性，在本文中我们通过实验研究，探索了敞开式发酵系统中不同比例的牛粪和餐厨废弃物混合原料的发酵特性，以提高厌氧发酵工艺的效率、减轻对环境的负面影响等方面提供参考依据。
一、研究背景
厌氧发酵是指在没有氧气的条件下，利用微生物将有机废弃物转化为有机肥料和沼气等资源的过程。厌氧发酵系统具有碳中和能力强、产沼气多、有机物降解程度高等特点。在实践中，牛粪等畜禽粪便和餐厨废弃物是最为常见的有机废弃物。牛粪中含有较高的养分，易导致氨挥发等问题降低土壤肥力，而餐厨废弃物则含有丰富的有机物，若不处理则会造成环境污染等问题。通过混合厌氧处理牛粪和餐厨废弃物，可以降低氨挥发、减少有机物浪费，同时产生沼气等附加价值，可以解决废弃物处理的难题，创造新的经济价值。
二、研究方法
1.实验原料
本实验采用的原料为牛粪和餐厨废弃物。牛粪在实验前进行了筛选、清洗等处理，以确保其优质、卫生。餐厨废弃物为一些生活中产生的剩余食物，包括蔬菜、水果、骨头等。
2.实验过程
本实验所采用的是敞开式水力垃圾厌氧发酵系统，共设置4组实验，其中控制组为纯牛粪，另外的3组实验为不同比例的混合物。各组实验所加入的牛粪和餐厨废弃物配比分别为：100%牛粪、80%牛粪+20%餐厨废弃物、70%牛粪+30%餐厨废弃物、60%牛粪+40%餐厨废弃物。实验过程中，对系统内的物质进行反复均匀搅拌，以保证系统内的物质充分混合。
3.实验结果分析
在厌氧发酵系统中，系统的温度、pH值等参数对有机物的降解都有着较大的影响。图1展示了不同牛粪和餐厨废弃物混合物的pH值随着时间的变化情况，随着实验时间的增加，各组实验的pH值均有所降低，说明系统内的有机物开始发酵分解。同时，混合物的pH值明显大于纯牛粪组的pH值，表明混合物可有效降低发酵过程中的氧化pH值增高的趋势，表明混合物在发酵过程中不易酸化。
图1各实验组pH值随时间变化情况
图2为不同实验组沼气产量的变化情况。可以看出，在实验的前期，各组实验产气速率整体较快，随着实验时间的推移，产气速率逐渐降低。其中70%牛粪+30%餐厨废弃物和60%牛粪+40%餐厨废弃物实验组产气速率最快，并且实验结束时沼气产量也相对较高，产生的沼气能够很好地利用。
图2不同实验组沼气产量变化情况
三、结论
通过实验研究，可以看出混合牛粪和餐厨废弃物发酵工艺具有与其他发酵工艺相比更高的综合效益，具体表现为以下几个方面：
1.当配比为70%牛粪+30%餐厨废弃物和60%牛粪+40%餐厨废弃物时，沼气产生速率较快，并且在实验结束时沼气产量可达到较高水平；
2.牛粪和餐厨废弃物混合物的pH值明显大于纯牛粪组的pH值，表明混合物可有效降低发酵过程中的氧化pH值增高的趋势，不易酸化；
3.研究结果表明，牛粪和餐厨废弃物混合原料厌氧发酵技术具有良好的研究前景和应用价值。
综上所述，混合牛粪和餐厨废弃物发酵工艺具有显著的优点。但混合物的具体比例还需进一步优化和研究，以提高发酵效率和产生附加价值等方面。