BMP用于研究温度对餐厨垃圾厌氧发酵的影响案例

一、 背景介绍：

餐厨垃圾组成成分较为复杂，含有油脂、蛋白质、糖类等物质，温度是厌氧发酵的关键因素之一，对水解过程、产酸过程、产甲烷过程影响很大，本实验利用BMP全自动甲烷潜力测试仪器研究了中温（37摄氏度）和高温（55摄氏度）条件下的餐厨垃圾的厌氧发酵规律，可以为实际生产工艺提供一定的理论依据和指导建议。

二、实验步骤：

1、 所需条件：RTK18通道BMP仪器2台，恒温水浴锅2台，餐厨垃圾300g，纤维素30g，活性污泥500 g。

2、 实验过程：

（1） 中温37摄氏度实验周期30d，高温55摄氏度实验周期10d；

（2） 500毫升反应瓶，反应体积400 mL，底物4g餐厨，同时为了研究餐厨与污泥混合发酵，按比例添加部分污泥，对照组为4.5g纤维素。

三、实验分析：

1、 如图一所示为本实验采用的BMP全自动甲烷潜力测试仪

图一：BMP全自动甲烷潜力测试仪

2、 如图二所示为37摄氏度实验30d数据截图和55摄氏度实验10d数据截图，包括产甲烷体积曲线图和产甲烷速率曲线图。

图二：左图37摄氏度18d数据截图、右图高温55摄氏度10d数据截图

3、 图三为数据以h或d为单位间隔下载处理图

（1） 以对照组纤维素分析，37摄氏度30d实验周期，4.5g纤维素产甲烷1623 mL，平均361 mL/g VS，纤维素理论产量414 mL/g VS，产率87.1%，55摄氏度10d实验周期，4.5 g纤维素产甲烷1450 mL，平均322 mL/g VS，产率77.1%，符合文献报道的一般70-90%范围；

（2） 对照组纤维素实验，可以发现55摄氏度纤维素产气速率明显高于37摄氏度实验，对应的55摄氏度产气实验启动时间为1d，37摄氏度纤维素启动时间为3d。纤维素高温实验的甲烷产率低于中温实验产率，可能与温度对它的水解、酸化过程有关；

（3） 37摄氏度实验，最终产率，4g餐厨>3g餐厨+1g污泥>2g餐厨+2g污泥>1g餐厨+3g污泥>4g污泥，与理论值符合。但是实验过程中并非一直按照此规律，4g餐厨存在先抑制后解除的过程；

（4） 55摄氏度实验，最终产率4g餐厨>3g餐厨+1g污泥>2g餐厨+2g污泥>1g餐厨+3g污泥>4g污泥，与理论值符合。实验过程基本一直按照此规律进行，未出现明显的酸抑制过程；

（5） 高温55摄氏度实验，餐厨垃圾未出现明显的酸抑制现象，可能与高温反应快，降低VFA积累有关。

四、实验小结：

BMP全自动甲烷潜力测试仪可以研究餐厨垃圾不同温度的厌氧发酵效果，评估餐厨和污泥混合发酵效率，由于仪器是自动、实时、在线采集和记录数据，采样点低至每分钟，测量分辨率低至每毫升，因此可以观察实验细节，可以为指导实际生产工艺提供理论依据和小试经验。