1、氫氣燃燒時(shí)產(chǎn)生水而不是溫室氣體，因此被認(rèn)為是可再生的清潔能源。氫氣的獲得途徑有多種，如從化石燃料中獲取等。但因生物生產(chǎn)氫氣的過(guò)程和其他傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比具有無(wú)害環(huán)境及節(jié)能等特點(diǎn)而更加受到歡迎。常用的生物制氫方法中，暗發(fā)酵具有更低的生產(chǎn)成本，因?yàn)橐杂倌嘈问酱嬖诘乃鬆钛堪麠U菌聯(lián)合體可以作為接種物。除了接種物，厭氧發(fā)酵也需要底物來(lái)進(jìn)行生物制氫。為此，制氫研究領(lǐng)域中城市生活垃圾的有機(jī)成分、餐廚垃圾(FW)因其揮發(fā)性固體和有機(jī)質(zhì)含量高獲得了較高關(guān)注

2、。統(tǒng)計(jì)資料顯示，在2013年，中國(guó)產(chǎn)生了1.7239億噸餐廚垃圾。餐廚垃圾的主要組成是米飯和面條，即40％餐廚垃圾是由米類(lèi)殘余(RW)和面類(lèi)殘余(NW)構(gòu)成。
　　鑒于以上事實(shí)，本研究中應(yīng)用550ml實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的沼氣池，在不同pH值和溫度控制下，采用餐廚垃圾與熱沖擊污泥等比例混合進(jìn)行氫氣的生產(chǎn)。生物制氫期間，研究了培養(yǎng)期的化學(xué)需氧量(COD)、揮發(fā)性固體(VS)、PH下降值、葡萄糖消耗量和揮發(fā)性脂肪酸生成。使用經(jīng)修正的Gomper

3、tz方程來(lái)研究生物產(chǎn)氫的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。選擇響應(yīng)面法通過(guò)二次建模對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行更好地展示。結(jié)果概括如下;
　　1、將餐廚垃圾、面類(lèi)殘余和米類(lèi)殘余分別與作為梭狀芽孢桿菌聯(lián)合體來(lái)源的污泥混合，在不同的物理?xiàng)l件（pH5，6和7，溫度37℃和55℃）下進(jìn)行生物制氫研究。過(guò)程中每12h后，人為調(diào)整pH值為初始值。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH從5增至7，所有測(cè)試廢棄物的生物氫產(chǎn)量增加;而當(dāng)溫度增加，只有餐廚垃圾的生物產(chǎn)氫量增加。pH為7時(shí)，在常溫面類(lèi)殘余中產(chǎn)生

4、的生物氫量最高，為115.76ml/VS。實(shí)驗(yàn)表明，pH值從7降到4.8±0.2的過(guò)程是對(duì)于中高溫條件下的廢棄物而言都是生物產(chǎn)氫的最佳條件，另外大部分的氫生產(chǎn)于72小時(shí)的培養(yǎng)期。
　　2、研究了在初始pH值為7且沒(méi)有pH控制的條件下，餐廚垃圾、面類(lèi)殘余和米類(lèi)殘余在中溫升至高溫過(guò)程中的生物產(chǎn)氫量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，中溫溫度(37℃)升高至高溫(55℃)過(guò)程是提高餐廚垃圾和面類(lèi)殘余生物制氫的有效途徑，但對(duì)米類(lèi)殘余而言溫度升高則有負(fù)面影響。

5、大部分的產(chǎn)氫是在孵化48小時(shí)一直持續(xù)到72小時(shí)，在此期間pH值從初始的7降至4.3（中溫）和4.4（高溫）。最大產(chǎn)氫量82.47 mL/VS，131.38 mL/COD和44.90 mL/glucose分別是從高溫餐廚垃圾，高溫面類(lèi)殘余和中溫米類(lèi)殘余中獲得。
　　3、在pH控制間隔為12h(PM12)和24h(PM24)及溫度37±0.1℃和55±0.1℃下研究餐廚垃圾和其2個(gè)附屬衍生物的生物制氫量。生物制氫行為在PM12的反應(yīng)器

6、中好過(guò)在PM24的反應(yīng)器。pH值從7降到5.3是適合面類(lèi)殘余在中溫條件下的共同消化，此時(shí)pH管理間隔12h(PM12)條件下的氫產(chǎn)量最高，為145.93 mL/g COD。當(dāng)溫度從37℃增加到55℃和pH值管理間隔從24h降至12h時(shí)，餐廚垃圾、面類(lèi)殘余和米類(lèi)殘余的生物產(chǎn)氫量也分別從39.21 mL/g CODremoved？？升至89.67 mL/gCODremoved,91.77 mL/g CODrenoved升至145.93 mL

7、/g CODremoved和15.36 mL/g CODremoved升至117.62 mL/g CODrenoved?？偟膩?lái)說(shuō)，PM12被證實(shí)是一種有效的用于餐廚垃圾厭氧消化進(jìn)行生物制氫的條件。
　　4、分別研究餐廚垃圾和它的兩個(gè)主要衍生物在中高溫條件加熱12h/天（HI12）和24h/天（HI24）的生物制氫量。最高的生物氫產(chǎn)量104.08mL/VSreved和85.14 mL/VSremoved分別在高溫面類(lèi)殘余加熱24h/

8、天和中溫米類(lèi)殘余加熱12h/天條件下獲得。加熱間隔從HI24降至HI12時(shí)，高溫面類(lèi)殘余和中溫餐廚垃圾的生物氫氣產(chǎn)量降低了28.19％和27.11％。而同樣加熱時(shí)間間隔的變化增加了中溫米類(lèi)殘余的生物產(chǎn)氫量17.24％?？傮w而言，高溫時(shí)HI12處理比中溫時(shí)HI24處理的產(chǎn)氫量更高，而兩者的理論能量需求幾乎是一樣的。
　　5、研究了加熱時(shí)間對(duì)揮發(fā)性固體去除率的影響，結(jié)果表明HI12相比HI24減少了中溫餐廚垃圾22.66％的揮發(fā)性固體