预处理对园林垃圾混合物料联合厌氧发酵的影响

采用超声、微波及碱热预处理技术强化园林垃圾、厨余垃圾与果蔬垃圾联合厌氧发酵产气性能,并以未进行预处理的实验组作为对照.结果表明:4组实验pH值在2 d内迅速降低至7.24～7.45,反应后期可稳定在7.7～8.0,表明厌氧消化系统有较强的稳定性.挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFA)浓度在第2～4天内达到最大值.乙酸和丙酸是4组实验中VFA的主要成分,两者比例之和在70％以上.VFA浓度在第13天后降低到500 mg/L以下,且以乙酸为主.氨氮(TAN)浓度在前4 d内出现一定波动,随后逐渐升高至2190～2410 mg/L.游离氨氮(FAN)浓度呈先降低后增加趋势,并在第13天后逐渐趋于稳定,为144～209 mg/L.沼气中甲烷比例在第2天后均超过50％,并在第11～12天时达到最大值61.4％～63.8％.修正的Gomperts模型模拟结果表明:预处理技术可缩短反应体系厌氧产沼的适应时间,提高前期产气速率.除此之外,超声预处理与碱热预处理可显著提高基质甲烷产率,由未处理时的396 mL/g分别提高到601,536 mL/g,而微波预处理使得反应体系甲烷产量略有降低.