廚余垃圾是指在家庭日常生活中產(chǎn)生的食物下腳料、舍棄的瓜果蔬菜及剩飯菜。僅在中國，2020年廚余垃圾的產(chǎn)量就達(dá)到約1.2×108t，占生活垃圾總量的約70%。廚余垃圾水分和有機(jī)質(zhì)含量高，容易腐敗變臭，滋生蚊蠅，傳播疾病。同時(shí)，廚余垃圾也是進(jìn)行厭氧發(fā)酵的良好基質(zhì)，能夠產(chǎn)生生物甲烷等清潔的可再生能源。廚余垃圾作為單一厭氧發(fā)酵原料，由于其碳氮比(C/N)較高，容易導(dǎo)致發(fā)酵系統(tǒng)酸化和產(chǎn)氣效率低下。因此，越來越多的學(xué)者將研究集中在混合發(fā)酵方面，即通過2種或多種底物共同發(fā)酵，以克服單一消化的缺點(diǎn)并提高經(jīng)濟(jì)可行性，而選取合適的混合發(fā)酵底物是保證產(chǎn)甲烷效率的重要前提。
目前，有關(guān)廚余垃圾厭氧混合發(fā)酵的研究，大多采用動物糞便、市政污泥以及秸稈等木質(zhì)纖維素類有機(jī)廢物作為混合發(fā)酵底物，均產(chǎn)生了一定的協(xié)同作用，但也不同程度存在系統(tǒng)酸化造成的產(chǎn)氣效率不高等問題�；谝延械难芯砍晒�，對共發(fā)酵有機(jī)質(zhì)作進(jìn)一步拓展探索，對于解決當(dāng)前存在的問題以更好地實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢物的資源化、減量化具有重要意義。
黑水由糞便、尿液以及沖廁水組成，是家庭生活產(chǎn)生的主要有機(jī)廢物流。據(jù)報(bào)道，1個(gè)成年人每年平均產(chǎn)生約800kg糞尿。直至2020年，我國依舊有70%以上的糞便污水(大多集中在農(nóng)村地區(qū))沒有經(jīng)過及時(shí)處理就排入自然界，對水體造成嚴(yán)重污染。黑水中含有多種腸道致病菌和寄生蟲卵，是某些疾病的重要傳播源，同時(shí)，因其中含有多種有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等元素，也被視為一種可資源化利用的廢物。通過厭氧發(fā)酵的方式處理黑水，是回收黑水中生物質(zhì)能的重要途徑。然而，黑水單獨(dú)厭氧發(fā)酵易受到尿液中高氨氮抑制的影響，從而導(dǎo)致生化甲烷潛力降低。因此，將高C/N、高含固率的廚余垃圾與低C/N、低含固率的黑水進(jìn)行混合發(fā)酵，有利于調(diào)節(jié)C/N和含固率，同時(shí)補(bǔ)充厭氧發(fā)酵所需的微量元素，緩解廚余垃圾厭氧發(fā)酵易酸化和黑水厭氧發(fā)酵易出現(xiàn)氨抑制的問題，改善厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效果。
由于廚余垃圾及黑水的特異性差異，目前有關(guān)2種有機(jī)廢物混合發(fā)酵的研究相對較少，主要集中于對低固體(總固體含量<10%)含量下混合配比以及不同發(fā)酵條件影響的探索，且已證明2者的協(xié)同發(fā)酵作用。但缺乏高固體(總固體含量≥10%)條件下黑水與廚余垃圾協(xié)同發(fā)酵產(chǎn)甲烷的研究，同時(shí)黑水的高氨氮特性可能對高固體發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生的正向調(diào)控或反向抑制作用相關(guān)的理論研究也相對較少。
因此，基于高固體厭氧發(fā)酵沼液產(chǎn)量低、能耗少和單位容積產(chǎn)氣效率高等優(yōu)點(diǎn)，本研究在已有低固體混合發(fā)酵研究的基礎(chǔ)之上，開展了高固體條件下黑水添加對于廚余垃圾厭氧發(fā)酵影響作用的探究實(shí)驗(yàn)，并對高負(fù)荷條件下可能出現(xiàn)的系統(tǒng)失穩(wěn)的可調(diào)控性進(jìn)行了探索，以期為廚余垃圾與黑水混合發(fā)酵的實(shí)際應(yīng)用提供理論支撐，為2種家庭主要高濃度有機(jī)廢物的資源化處理提供方法借鑒。
1、材料與方法
1.1 底物和接種物
本研究中使用的廚余垃圾取自從北京科技大學(xué)食堂，由約60%已加工的剩飯菜和約40%未加工的余料組成，主要成分是米飯、面食、水果、蔬菜和肉類。將骨頭和塑料等雜質(zhì)從收集的廚余垃圾中剔除，然后用破碎機(jī)將廚余垃圾粉碎成平均尺寸為1~2mm的顆粒，并在4℃的冰箱中儲存。黑水取自北京科技大學(xué)附近工地的簡易廁所，用50目的篩子過濾掉豆類和大塊衛(wèi)生紙，避免實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)堵塞，并在使用前4℃儲存。厭氧發(fā)酵所用的接種物為厭氧污泥，取自北京市高碑店污水處理廠的高固體厭氧發(fā)酵中試實(shí)驗(yàn)裝置。厭氧污泥使用前在室溫下厭氧消化7d，以降低其中未完全發(fā)酵的有機(jī)物的影響，并通過添加少量葡萄糖檢測厭氧發(fā)酵微生物的活性。廚余垃圾、黑水和接種物的主要特性見表1。
1.2 實(shí)驗(yàn)裝置
本實(shí)驗(yàn)采用批次實(shí)驗(yàn)裝置，由發(fā)酵瓶、集氣袋和水浴鍋3個(gè)主要單元組成。其中，發(fā)酵瓶為容積500mL的血清瓶，有效容積為300mL，瓶蓋設(shè)有雙孔，一孔由橡膠管連接至集氣袋，另一孔作為取樣口；集氣袋容積為1L，為雙閥門式，分別作為進(jìn)氣和出氣孔。水浴鍋為數(shù)顯型水浴鍋，有效容積21.6L，加熱功率1800W，實(shí)驗(yàn)溫度控制在(37±1)℃。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示。
1.3 實(shí)驗(yàn)方案
1)黑水添加比例對于混合發(fā)酵的影響。設(shè)置4組實(shí)驗(yàn)，KW∶BW的TS比依次為1∶0、10∶1、5∶1和3∶1，探究高固體條件下黑水添加比例對混合發(fā)酵的影響。發(fā)酵系統(tǒng)的TS保持在12%，接種比I/S=1(VS)，在(37±1)℃條件下進(jìn)行厭氧發(fā)酵。此外，設(shè)置1組空白實(shí)驗(yàn)，僅添加實(shí)驗(yàn)用接種污泥，以計(jì)算發(fā)酵過程中接種物產(chǎn)生的氣體量，并根據(jù)添加比例從4組試驗(yàn)組中去除，獲得基質(zhì)的凈產(chǎn)氣量。發(fā)酵瓶有效容積為300mL，各物質(zhì)的添加量如表2所示。
包括試驗(yàn)組和空白組在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)均設(shè)置3組平行實(shí)驗(yàn)，分別測定相關(guān)指標(biāo)后取平均值以減輕實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的誤差。實(shí)驗(yàn)發(fā)酵瓶每天手動搖勻2次，每次持續(xù)1min。集氣袋收集沼氣，測量沼氣體積。定期取樣測定發(fā)酵液的pH、氨氮等物化指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)過程中通過pH和產(chǎn)氣量的變化來判斷發(fā)酵系統(tǒng)是否出現(xiàn)了酸化，如果pH值低于6.0且產(chǎn)氣急劇下降甚至停止產(chǎn)氣時(shí)，判斷系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的酸化。此時(shí)觀察發(fā)酵系統(tǒng)能否由自我調(diào)控能力在2~5d內(nèi)逐步恢復(fù)至正常狀態(tài)，如果系統(tǒng)無法恢復(fù)，則通過2mol·L−1的NaOH溶液將發(fā)酵系統(tǒng)的pH值調(diào)節(jié)至7.3~7.5，隨后添加3g的NaHCO3粉末溶解于發(fā)酵液中，為后續(xù)的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)提供一定的緩沖能力。
2)接種比對厭氧發(fā)酵的影響。
在已有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，另外增設(shè)了2組實(shí)驗(yàn)，KW∶BW分別為1∶0和3∶1，接種比I/S均為0.5，探索更低的接種比條件下，黑水的添加是否會對廚余垃圾的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生更加明顯的影響，以及發(fā)酵系統(tǒng)失穩(wěn)的可恢復(fù)性。各組實(shí)驗(yàn)的發(fā)酵瓶有效容積為300mL，在(37±1)℃下發(fā)酵至不再產(chǎn)生沼氣。各物質(zhì)的添加量如表3所示。
1.4 分析方法
TS和VS采用烘干法和灼燒法測定，其中，TS于(105±5)℃的真空干燥箱(DZF，上海坤天試驗(yàn)儀器有限公司)中24h烘干至恒重，VS于(550±10)℃的馬弗爐(MF-1100C，貝意克)中灼燒3h；C、H、O、N元素通過元素分析儀(varioELcube，Elemental,Germany)進(jìn)行測定，根據(jù)元素含量計(jì)算碳氮比(C/N)；發(fā)酵液在6000r·min−1條件下離心20min，測定上清液中pH、NH3-N、COD、VFA濃度，其中pH使用pH計(jì)(HQ30d，HACH)檢測；NH3-N和COD利用便攜式分光光度計(jì)(HachDR2800，HACH)進(jìn)行檢測；VFA利用用氣相色譜(GC-8600，北京北分天普儀器技術(shù)有限公司)分析法進(jìn)行測定；沼氣產(chǎn)量利用200mL注射器抽取集氣袋內(nèi)的沼氣，記錄沼氣體積；沼氣中甲烷百分含量利用便攜式沼氣分析儀(Geotechnical(UK)producerLtd.,Gloucester,UK)測定，沼氣體積與沼氣中甲烷百分含量的乘積為甲烷產(chǎn)量。游離氨(FAN)濃度根據(jù)pH值和NH3-N濃度，利用式(1)進(jìn)行計(jì)算。
式中：TAN為總氨氮的濃度；NH3(FAN)為游離氨的濃度；T(K)表示K氏溫度。
2、結(jié)果與討論
2.1 黑水添加量對混合發(fā)酵的影響
1)產(chǎn)甲烷特性。
如圖2(a)所示，混合比為1∶0、10∶1、5∶1、3∶1的實(shí)驗(yàn)組，前期甲烷產(chǎn)量接近于零，直至第25d才進(jìn)入快速產(chǎn)氣階段，分別在第54、57、51和60d基本達(dá)到平衡。65d的累計(jì)甲烷產(chǎn)量分別為262.7、265.5、278.0、140.1mL·g−1VS，與廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵相比，添加少量黑水的實(shí)驗(yàn)組累計(jì)甲烷產(chǎn)量基本無變化，進(jìn)一步提高黑水的添加比例至KW∶BW=5∶1時(shí)，累計(jì)產(chǎn)甲烷量最高，相比廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵提高了5.8%，而當(dāng)KW∶BW=3∶1時(shí)，累計(jì)產(chǎn)甲烷量下降了46.7%。
由圖2(b)各組實(shí)驗(yàn)平均甲烷含量隨時(shí)間的變化可以看出，第7d之前產(chǎn)生的沼氣甲烷含量較低，均不超過20%，第7d對發(fā)酵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)之后，各組實(shí)驗(yàn)的甲烷含量開始呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢，在第20d時(shí)接近40%，在30d以后逐漸接近峰值，各組均超過60%。KW∶BW=1∶0、10∶1、5∶1、3∶1實(shí)驗(yàn)組的最高甲烷含量分別為76.7%、77.8%、79.9%和69.7%，平均甲烷含量分別為37.4%、37.1%、41.6%和34.7%，其中3∶1實(shí)驗(yàn)組的甲烷含量明顯低于其他實(shí)驗(yàn)組。
2)pH變化。
pH值是厭氧發(fā)酵過程中非常重要的指標(biāo)。有研究認(rèn)為，厭氧發(fā)酵最佳的pH范圍為6.8~7.2，也有學(xué)者認(rèn)為產(chǎn)甲烷菌活性最高的pH范圍為6.5~8.2。可見不同的發(fā)酵條件下pH的最佳范圍存在一定的區(qū)別，尤其是產(chǎn)甲烷菌，對pH非常敏感，過低和過高都可能會抑制產(chǎn)甲烷菌的活性。
由圖3可以看出，由于接種污泥的添加，4組實(shí)驗(yàn)的初始pH值均在7.1~7.3之間，實(shí)驗(yàn)開始后pH迅速下降，第7d時(shí)各組pH值均下降至6.0以下，第7d通過人為調(diào)節(jié)，各組實(shí)驗(yàn)的pH整體呈逐步增加的趨勢，第27d時(shí)，各組的pH值均接近于8.0，第40d時(shí)，各組pH值均高于8.2。
3)氨氮濃度變化。
氨氮濃度是影響厭氧發(fā)酵的重要因素，一定濃度的氨氮可以為發(fā)酵系統(tǒng)提供緩沖能力，有利于抵抗酸化造成的抑制，而氨氮濃度過高時(shí)會對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生抑制，造成產(chǎn)氣效率的下降。由圖4可以看出，KW∶BW=1∶0、10∶1、5∶1、3∶1實(shí)驗(yàn)組的初始氨氮濃度分別為995、1180、1845、2245mg·L−1。實(shí)驗(yàn)初期除黑水含量較高的實(shí)驗(yàn)組氨氮濃度有所下降外，幾組實(shí)驗(yàn)的氨氮濃度呈逐漸增加的趨勢，在第27d時(shí)4組實(shí)驗(yàn)氨氮濃度均達(dá)到較高的水平，分別為1595、1950、2130、2360mg·L−1，此后3∶1實(shí)驗(yàn)組的氨氮濃度繼續(xù)呈增長趨勢，37d時(shí)達(dá)到2615mg·L−1，而其余3組實(shí)驗(yàn)基本保持穩(wěn)定。
4)討論。
分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)前期各組產(chǎn)氣基本處于停滯狀態(tài)，主要由于廚余垃圾的比例較高，快速的水解酸化導(dǎo)致了VFA的積累，此時(shí)發(fā)酵系統(tǒng)的緩沖能力較弱，無法通過自身的調(diào)節(jié)恢復(fù)至正常狀態(tài)。進(jìn)行人為調(diào)節(jié)pH值并加入緩沖劑后，短時(shí)間內(nèi)各組的甲烷產(chǎn)量增加不大，說明前期的酸化已經(jīng)嚴(yán)重抑制了產(chǎn)甲烷菌的活性，產(chǎn)甲烷菌無法及時(shí)恢復(fù)活性，存在一定的延滯期。楊紫怡等有關(guān)廚余垃圾厭氧發(fā)酵的研究也表明，VFA積累會使產(chǎn)甲烷過程受到一定程度抑制而出現(xiàn)產(chǎn)甲烷延滯期。實(shí)驗(yàn)第27d時(shí)，各組的pH值均接近于8.0，但產(chǎn)甲烷速率均處于較高的水平，此時(shí)的產(chǎn)甲烷菌活性較高，與研究認(rèn)為高固體厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中pH值在8.0左右同樣適宜于產(chǎn)甲烷菌生長的結(jié)論相符。雖然40d以后各實(shí)驗(yàn)組的pH值均高于8.2，但產(chǎn)甲烷過程正常進(jìn)行，景二丹等有關(guān)廚余垃圾厭氧發(fā)酵的實(shí)驗(yàn)也表明，pH值在7.0~8.5時(shí)，產(chǎn)甲烷效率較高。
整個(gè)發(fā)酵過程中，黑水添加量較高的實(shí)驗(yàn)組累計(jì)甲烷產(chǎn)量遠(yuǎn)低于其他實(shí)驗(yàn)組，而氨氮濃度始終顯著高于其他實(shí)驗(yàn)組，主要由于黑水添加超過一定的比例時(shí)，發(fā)酵系統(tǒng)中較高的氨氮濃度在高pH條件下轉(zhuǎn)化為游離氨，可能造成氨抑制，對產(chǎn)甲烷過程產(chǎn)生不利影響。徐家英等進(jìn)行廚余垃圾的厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)氨氮達(dá)到一定濃度時(shí)，會引起丙酸積累，影響發(fā)酵產(chǎn)氣效果。Wang等進(jìn)行低固體條件下(TS=6%)廚余垃圾與黑水混合發(fā)酵的實(shí)驗(yàn)，也得出了黑水添加量較高時(shí)會導(dǎo)致產(chǎn)氣量下降的相似結(jié)論。
綜上可以看出，高固體條件下，黑水與廚余垃圾混合發(fā)酵初期酸化嚴(yán)重，黑水無法對酸化問題起到明顯的調(diào)控作用，而通過人為添加緩沖劑能夠解決系統(tǒng)酸化問題，恢復(fù)產(chǎn)甲烷過程。同時(shí)，黑水的添加無法明顯提升廚余垃圾混合發(fā)酵的產(chǎn)甲烷性能，當(dāng)添加量較高時(shí)會造成累計(jì)甲烷產(chǎn)量大幅降低。因此，在高固體條件下廚余垃圾發(fā)酵未發(fā)生酸化時(shí)黑水不適宜作為協(xié)同基質(zhì)。
2.2 接種比對于混合發(fā)酵的影響
1)產(chǎn)甲烷特性。
由圖5(a)可以看出4組實(shí)驗(yàn)的單位VS累計(jì)甲烷產(chǎn)量差別較大，廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵且接種比為1時(shí)的累計(jì)甲烷產(chǎn)量最高，為262.7mL·g−1VS，接種比為0.5時(shí)累計(jì)甲烷產(chǎn)量只有162.1mL·g−1VS，相比接種比為1時(shí)降低了38.3%。廚余垃圾與黑水的混合比為3∶1且接種比為1時(shí)，累計(jì)甲烷產(chǎn)量為140.1mL·g−1VS，接種比為0.5時(shí)，累計(jì)甲烷產(chǎn)量只有37.5mL·g−1VS，相比接種比為1時(shí)降低了73.2%。由圖5(b)可以看出，接種比為1時(shí)廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵及混合發(fā)酵實(shí)驗(yàn)組的平均甲烷含量明顯高于0.5時(shí)，分別提升了14.9%和34.1%；而接種比為1和0.5條件下廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵組相比添加黑水組的平均甲烷含量則分別提升了12.2%和30.9%。
2)pH變化。
由圖6可以看出，4組實(shí)驗(yàn)的初始pH值都在7.0以上，第4d時(shí)，接種比為0.5的2組實(shí)驗(yàn)pH值均降至4.5以下，接種比為1的2組實(shí)驗(yàn)pH值下降至5.2左右，此時(shí)各組發(fā)酵系統(tǒng)已經(jīng)嚴(yán)重酸化，產(chǎn)甲烷菌活性幾乎完全受到抑制。第7d調(diào)節(jié)pH后，添加黑水的實(shí)驗(yàn)組pH整體緩慢增加，而廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵組pH先降低后再緩慢增加。第27d時(shí)接種比為1的2組實(shí)驗(yàn)pH處于7.6~8.1之間，接種比為0.5的pH處于7.1~7.5之間，此后各組實(shí)驗(yàn)pH基本保持穩(wěn)定。
3)氨氮濃度變化。
由圖7可以看出，實(shí)驗(yàn)過程中各組的氨氮濃度整體呈增加的趨勢，這是由于厭氧發(fā)酵過程中含氮有機(jī)物的分解提高了系統(tǒng)中的氨氮濃度。廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵的實(shí)驗(yàn)組初始氨氮濃度均在1200mg·L−1以下，整個(gè)發(fā)酵過程中氨氮濃度基本保持低于1800mg·L−1。而添加了黑水的實(shí)驗(yàn)組初始氨氮濃度約為2200mg·L−1，實(shí)驗(yàn)第4d下降至2000mg·L−1以下，此后逐漸增加，第27d時(shí)達(dá)到2200mg·L−1，在第37d時(shí)達(dá)到2500~2900mg·L−1，其中接種比較低的混合發(fā)酵實(shí)驗(yàn)組由于黑水的添加量較高，氨氮濃度明顯高于接種比較高的實(shí)驗(yàn)組。
4)討論。
接種比較低時(shí)，無論是廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵還是混合發(fā)酵的產(chǎn)甲烷量和平均甲烷含量都相對較低，原因是低接種比條件下發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)甲烷微生物的量較少，缺乏足夠的緩沖能力，無法對pH產(chǎn)生有效調(diào)節(jié)，發(fā)酵系統(tǒng)抵抗氨抑制的能力較弱，導(dǎo)致產(chǎn)甲烷效率較低。甄月月等、王佳君等分別在蔬菜和餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中同樣得出了接種比越高越有利于產(chǎn)甲烷的結(jié)論。此外，對比相同接種比下不同混合比例的實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)氣狀況可以發(fā)現(xiàn)，添加了黑水的混合發(fā)酵組的累計(jì)產(chǎn)甲烷量和平均甲烷含量明顯低于廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵組，原因是黑水的添加對廚余垃圾產(chǎn)甲烷過程產(chǎn)生了消極影響。
實(shí)驗(yàn)過程中廚余垃圾單獨(dú)發(fā)酵的2組實(shí)驗(yàn)氨氮濃度基本保持在1800mg·L−1以下，并未對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生明顯的影響，這與蔣建國等認(rèn)為廚余垃圾在高固體單獨(dú)發(fā)酵狀態(tài)下，當(dāng)總氨氮濃度低于1700mg·L−1時(shí)系統(tǒng)不會處于氨抑制狀態(tài)的研究結(jié)論相符。而混合發(fā)酵組由于黑水的添加對厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的氨氮濃度產(chǎn)生了明顯的影響，加上高固體厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的含水率相對較低，氨氮濃度得不到有效稀釋，此時(shí)發(fā)酵系統(tǒng)的pH值又較高，導(dǎo)致系統(tǒng)的游離氨濃度處于較高的水平，對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生了抑制作用。特別是接種比較低時(shí)，氨抑制現(xiàn)象更為明顯，鄭曉偉等、劉丹等在餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中證明了接種比對于避免發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生氨抑制的重要作用。許智等有關(guān)人糞尿高固體厭氧發(fā)酵的研究，同樣證明了適當(dāng)黑水添加比例對發(fā)酵系統(tǒng)的重要性。
綜上可以看出，接種比較低時(shí)，發(fā)酵系統(tǒng)的產(chǎn)甲烷性能明顯下降，保證較高的接種比對于改善發(fā)酵系統(tǒng)的pH和產(chǎn)甲烷效率具有重要意義。而一定黑水的添加，雖然能夠在一定程度上為發(fā)酵系統(tǒng)提供緩沖性能，但添加量過多時(shí)，可能對發(fā)酵系統(tǒng)造成氨抑制等不利影響，導(dǎo)致產(chǎn)甲烷效率較低�？梢�，保證一定的接種比，同時(shí)控制黑水的添加量，對于降低高固體發(fā)酵系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷，避免氨氮抑制具有重要作用。
3、結(jié)論
1)高固體條件下，黑水與廚余垃圾混合發(fā)酵初期酸化嚴(yán)重，調(diào)節(jié)pH和添加緩沖劑能夠解決系統(tǒng)酸化失穩(wěn)問題，調(diào)控后經(jīng)歷短暫的延滯期后，產(chǎn)甲烷過程基本恢復(fù)正常。
2)接種比為1的高固體條件下，黑水的添加無法明顯提升廚余垃圾混合發(fā)酵系統(tǒng)甲烷產(chǎn)量，當(dāng)添加量較高時(shí)發(fā)酵系統(tǒng)易產(chǎn)生氨抑制，造成累計(jì)甲烷產(chǎn)量大幅降低，因此在高固體條件下廚余垃圾發(fā)酵未發(fā)生酸化時(shí)黑水不適宜作為協(xié)同基質(zhì)。
3)接種比由1下降至0.5時(shí)，高固體厭氧發(fā)酵系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷過大，導(dǎo)致發(fā)酵實(shí)驗(yàn)組累計(jì)甲烷產(chǎn)量和平均甲烷含量均明顯下降，保證一定的接種比具有重要意義。（來源：黃河水利委員會黃河水利科學(xué)研究院，河南省農(nóng)村水環(huán)境治理工程技術(shù)研究中心，北京科技大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院）
