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随着新型城镇化进程的不断推进,我国对城镇地区生态环境建设越来越重视。农、林、畜牧业等作为第一产业依旧是国民生活的基础产业,因此当前我国村镇地区的固体垃圾废弃物除了包含大量的生活垃圾,还混杂了大量农业废弃物。餐厨垃圾(Food waste,FW)是有机生活垃圾重要组成部分,含水率高,易腐烂酸败,并且会产生大量的渗滤液,如果得不到及时有效的处理,会对水体和土壤造成二次污染。农业废弃物主要以农作物秸秆为主,其含水率低,热值高,可生化降解,目前的处理方式多为燃烧发电和厌氧发酵产沼气等。针对此现状,如何对村镇地区垃圾做到无害化、减量化、资源化处理是新型城镇化建设所面临的最为严峻的问题之一。而厌氧发酵是目前国内外处理固体有机废弃物较为成熟的工艺,其处理量大,成本低,无二次污染,同时能产生大量清洁能源,并且在过去的十几年得到了长足发展。本课题以餐厨垃圾和农作物秸秆为发酵原料,使用车库式厌氧干发酵技术,采用渗滤液回流工艺,对其产酸相进行优化,得到以下结论:(1)探究渗滤液类型对车库式干发酵产酸相产酸效果的影响,试验分别使用剩余活性污泥(Waste activated sludge,WAS)厌氧发酵液、猪粪(Pig manure,PM)厌氧发酵液和清水(Tap water,TW)作为初始喷淋液。试验结果发现,使用猪粪厌氧发酵液作为初始喷淋液,渗滤液中的挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)浓度在第4天达到峰值18.90 g/L,其中乙酸含量在40%以上,高峰期可达66.43%,产酸效果最佳,优于另外两组。(2)探究渗滤液回流比例对车库式干发酵产酸相产酸效果的影响,试验结果发现,当渗滤液回流比例为32:1时,产酸效果最佳,渗滤液的pH值在第3天降至最低6.40,当日T-VFAs浓度高达45.45 g/L,其中乙酸浓度25.90 g/L,正丁酸10.60 g/L,是典型的丁酸型发酵;试验结束后原料的TS、VS降解率分别达到59.19%和61.70%,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)去除率达到42.83%,均高于其他组。试验结果说明,渗滤液回流比例越大,水解酸化阶段进行的越快,VFAs能够在初期大量积累,其产物能够越快被产甲烷菌用,有效缩短了产酸时间并提高产酸效率。(3)探究渗滤液回流频率对车库式干发酵产酸相产酸效果的影响,试验结果发现,当渗滤液回流频率为8 times/d时,产酸效果最佳,渗滤液的pH值在第7天降至最低5.73后能迅速回升至6.36,证明渗滤液缓冲能力较强;COD溶出量在第3天达到峰值13390 mg/L;T-VFAs产量在第3天进入高峰期,第5天达到峰值12.90 g/L,其中正丁酸7.40 g/L,乙酸3.30 g/L,是典型的丁酸型厌氧发酵;试验结束后原料的TS和VS降解率分别达到57.84%和59.33%。(4)选取车库式干发酵产酸相产酸效果最佳的一组试验,在对其渗滤液、沼渣分别进行微生物群落结构多样性分析后发现,古菌群落丰度分布在85~105,而细菌群落丰度分布在500~1200,与产甲烷古菌相比,细菌的丰富度和多样性明显更高。乙酸营养型产甲烷菌甲烷八叠球菌(Methanosarcina)在渗滤液中丰度可达35.84%,是最主要的优势菌群。在细菌方面,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势细菌,占到细菌总数的85%以上。