FASE 前沿研讨：碱性预处理与空气混合促进麦秸与鸡粪废物厌氧共消化产甲烷

  碱性预处理和空气混合均能进步畜禽粪便与小麦秸秆的厌氧共消化（Co-AD）产甲烷功率。本研讨讨论了碱性预处理（pH 12处理12 h）与空气混合（12 mL·d）相结合对Co-AD进程的影响。试验依据成果得出碱性预处理增强了底物的水解，可溶性化学耗氧量增加了4.59倍，挥发性脂肪酸增加了5.04倍。在碱性预处理与空气混合相结合的试验组 (Co-(AL+air))，累积甲烷产值为287 mL·(g VSadded)，较对照组进步了46.7%。Cone模型被发现最适合模仿各组的甲烷产值动力学，断定系数R2≥ 0.9979，均方根猜测差错（rMSPE）≤ 3.50。Co-(AL+air)的水解动力学常数k（0.14d）更大，滞后期λ（0.99 d）较对照组λ(2.06 d)短。Co-(AL+air)的消化产品中总固体和总挥发性固体的去除率较对照组别离进步2.0和2.3倍。试验成果的机理是碱性预处理促进了底物降解，而空气混合能够丰厚微生物活性，一起增强了甲烷的生成。本研讨依据成果得出，碱性预处理和空气混合相结合可作为一种有用的进步Co-AD甲烷产值的办法。

  这项研讨初次将碱性预处理（alkaline pretreatment, AL）与空气混合（air mixing, air)相结合（Co-(AL+air)）应用于促进鸡粪（PL）和小麦秸秆（WS）的厌氧共消化（Co-AD）。经过比较底物水解、甲烷产能，动力学特征及消化产品特性讨论结合工艺对Co-AD的影响。本研讨旨在验证Co-(AL+air)工艺对进步Co-AD甲烷产值的可行性和作用。

  碱性预处理办法：向反应器中参加碱性溶液，将pH调至12，并将反应器置于25 °C的水浴中，在150 r·min‒1的摇床上震动处理12 h。

  厌氧发酵：三组反应器 (对照组、Co-AL组和Co-(AL+air)组)，反应器作业体积为500 mL，批次形式运转，在恒温培养箱中维持在37 °C条件下运转35 d。

  成果1：在碱性处理后，PL和WS的混合底物的可溶性化学耗氧量（sCOD）浓度和挥发性脂肪酸（VFA）浓度别离增加了4.59倍和5.04倍，如图1所示，标明碱性预处理明显地增强了底物的水解。

  图1碱性预处理（AL）引起的可溶性化学耗氧量（sCOD）和挥发性脂肪酸（VFA）的改变。

  图2鸡粪和小麦秸秆一起消化的累积甲烷产值丈量数据（mL·(g VSadded)‒1）及不同动力学模型拟合成果。

  成果4：在Co-(AL+air)组中，消化产品中总固体（TS）和总挥发性固体（TVS）的去除率相较于对照组别离进步了2.0倍和2.3倍。此外，从Co-AL到Co-(AL+air)，空气混合逐渐降低了消化产品中的TS和TVS含量，导致消化产品中TS去除率从48.4%增至52.9%，TVS去除率从61.0%增至64.1%，如图3所示。

  碱性预处理与空气混合之间不存在按捺性相互作用，它们的结合逐渐提升了甲烷产值和固体去除率，改进了甲烷产率动力学。因而，能得出结论，将碱性预处理和空气混合相结合的工艺可当作一种有用的办法，应用于改进农业废弃物的厌氧共发酵，进步甲烷产能。