餐厨垃圾发酵产氢：pH值影响与优化

"餐厨垃圾发酵产氢中比产氢率与pH值的关系 (2013年)" 本文是自然科学领域的论文，主要探讨了餐厨垃圾在中温批式发酵过程中产氢性能与pH值之间的关系。研究人员采用热预处理（80℃, 15min）的城市生活垃圾厌氧消化污泥作为接种物，并在600W、4min微波预处理条件下对餐厨垃圾进行实验。实验结果显示，餐厨垃圾发酵产氢具有显著的潜力，其延迟时间λ为4.03小时，最大比产氢率为18.58mL/(gVS・h)，产氢率为254.89mL/gVS，生物气中氢气的最高体积分数达到了54.6%。 在餐厨垃圾发酵产氢的系统中，pH值起着至关重要的作用。随着发酵过程的进行，pH值会下降，这导致了比产氢率的动态变化。初期，随着pH值的降低，比产氢率呈现增加趋势，这是因为较低的pH值可能刺激产氢微生物的活性。然而，当pH值持续下降到一定程度后，比产氢率又逐渐减小，这可能是由于过低的pH值抑制了产氢菌的生长和代谢，或者促进了产甲烷菌的活动，使得氢气被转化为甲烷，降低了氢气产量。 通过分析发酵过程中比产氢率与pH值的变化，研究人员建立了一个pH模型，并计算出动力学常数Rmax、KH、KOH的值分别为21.9mL/(gVS・h)、1.63×10^-5mol/L和1.45×10^-6mol/L，这些常数反映了产氢反应的动力学特性。进一步，他们得出餐厨垃圾连续发酵产氢的理想pH值为5.31。这个pH值可以优化产氢效率，确保氢气产量的最大化。 该研究揭示了餐厨垃圾发酵产氢过程中pH调控的重要性，为优化产氢工艺提供了理论依据。通过精确控制发酵条件，特别是pH值，可以有效地提高餐厨垃圾的生物氢生产效率，这对于可持续能源开发和餐厨垃圾资源化利用具有重要意义。未来的研究可能深入探讨如何在实际应用中稳定维持这一理想pH值，以及优化其他影响因素，如温度、底物浓度和微生物群落结构，以进一步提升产氢性能。