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随着社会经济的发展,城市人口的增多以及人民生活水平的提高,泔脚废物的产生量日益增大,其环境安全问题也日益成为人们关注的焦点,同时能源的过渡消耗使得能源问题也成为世界性问题。作为未来能源的最佳载体,氢能具有资源丰富、清洁能源、运送、携带和储藏方便等诸多优点。从废弃物资源化和能源问题角度出发,厌氧生物制氢技术是废弃物处理和能源再生的较佳选择。本文在氢能源优势、泔脚基质特性及其生物制氢可行性探索的基础上,进行了泔脚生物制氢添加剂及工艺条件系统研究,主要包括:接种污泥酸碱预处理及合适的浸泡pH值;复合碱性制剂(以下简称碱剂)的作用效果及最佳添加量;碱剂作用下最优环境条件(接种率、含水率和发酵温度)的确定及氮源、Fe形式的影响;碱剂对淀粉类(米饭)、脂肪类(肥肉)、蛋白质类(鸡蛋)和纤维素类(白菜)等单组分制氢的作用效果研究。主要结论如下:(1)接种污泥酸碱预处理可起到富集产氢菌和灭活耗氢菌的双重作用。40%接种率,90%含水率和36℃下,污泥浸泡pH值分别为4和12时,泔脚产氢率分别为14.9和17mL/gVS,较正常发酵提高15倍左右。(2)pH值是厌氧消化过程中需要控制的最重要参数之一。泔脚直接发酵产生的大量有机酸导致系统pH值迅速下降(4.0以下),产氢菌活性受到抑制。碱剂中适量的缓冲成分和碱性物质可将体系pH值控制在适合产氢菌活动的范围(5.0-6.0)。(3)碱剂最佳添加量为泔脚干重的20%,最佳接种率、含水率和发酵温度分别为30%,90%和36℃。最优条件下氢气体积浓度最高达51.78%,泔脚产氢率为117.4mL/gVS。(4)Fe粉添加量分别为泔脚干重的6、10和20%时,泔脚产氢率分别为74.2、61.7和86.6mL/gVS,分别是空白对照(53.8mL/gVS)的1.40、1.15和1.61倍。Fe2(SO4)3对泔脚产氢有明显的抑制作用。(5)酵母浸膏是很好的有机氮源,添加量分别为泔脚干重的10、20和30%时,泔脚产氢率分别为57.4、71.9和104.9mL/gVS,分别是空白对照(51.5mL/gVS)的1.11、1.40和2.03倍。尿素对氢气产生的滞后时间达20h以上。(6)碱剂可起到促进产氢和抑制甲烷菌活性双重作用。碱剂作用下泔脚、米饭、白菜和鸡蛋体系中H2产量分别是无碱剂对照组的240.0、53.0、3.34和20.0倍,且甲烷产量低于14mL;无碱剂对照组则有大量甲烷生成。米饭、泔脚和白菜是适合的产氢基质。