餐廚垃圾厭氧發酵研究展望
餐廚垃圾厭氧發酵研究展望
目前，餐廚垃圾厭氧發酵產氫工藝的發展方向是提高餐廚垃圾的比產氫速率、產氫量和氫氣的濃度。采取的主要手段是選育培養高效產氫菌種、調控優勢菌種的微生物生態因子，包括添加產氫過程促進劑、降低抑制劑的濃度和改進生物產氫反應器等。
(1)餐廚垃圾適宜的厭氧發酵產氫菌群研究。從多種途徑(古細菌、土壤、污泥等)獲取優勢微生物菌種，主要是能實現高的氫氣轉化率和寬的底物利用范圍的菌種，并利用分子生物學手段研究產氫過程中優勢菌種的類別和代謝途徑，從而為正確調控產氫過程奠定基礎。
(2)各種生態因子對餐廚垃圾產氫菌群的影響。目前，國內外針對餐廚垃圾開展厭氧產氫過程的研究尚不深入。對于部分生態因子，如溫度、PH、停留時間、COD負荷、ORP、堿度和金屬離子等對餐廚垃圾厭氧產氫過程影響的研究大多缺乏系統性。
(3)碳水化合物(糖類)、蛋白質、脂類物質共存的餐廚垃圾厭氧產氫代謝途徑。國內外學者對兩相厭氧消化含碳水化合物廢水的深入研究結果表明，以糖類作為厭氧發酵產氫底物具有理論可行性。對于脂類物質和蛋白質厭氧發酵的研究很少：長鏈脂肪酸的厭氧降解一直是個難點，研究長鏈脂肪酸的產氫代謝途徑，還有大量的研究工作需要做；且厭氧條件下蛋白質很快發生脫氨作用，游離氨的大量存在具有很大毒性，會抑制產氫微生物的活性，如何削弱或消除游離氨的抑制作用依然需要進行研究。目前，尚未見到研究餐廚垃圾中糖類、脂類和蛋白質三者共存的復雜環境中厭氧產氫代謝途徑的報道。因此，開展餐廚垃圾厭氧產氫過程研究的另外一個關鍵問題為：研究餐廚垃圾厭氧產氫代謝途徑，從而強化餐廚垃圾厭氧產氫過程，豐富日益完善的厭氧發酵產氫理論體系。
(4)餐廚垃圾厭氧產氫過程的抑制劑與促進劑開發。餐廚垃圾厭氧產氫過程中，存在一定的抑制劑和促進劑。餐廚垃圾成分復雜，其中含有多種離子，如Na+、C1-等。此類離子對于其厭氧代謝產氫過程活性微生物群落以及代謝過程產物的作用很少。生物代謝過程中分解作用產生的有機質作為產氫底物或副產物的大量積累，造成對產氫過程的“反饋抑制作用”明顯，其避免途徑尚需重點研究。餐廚垃圾厭氧發酵產氫過程是微生物分解有機廢物的過程，其中酶起了非常重要的作用，餐廚垃圾厭氧發酵產氫過程的高效低成本酶制劑的開發也是重要的研究內容。
(5)高效餐廚垃圾厭氧發酵產氫反應器開發。餐廚垃圾厭氧發酵產氫技術的開發與應用離不開高效反應器的開發。反應器的主要作用是通過反應器結構和功能的改變提高餐廚垃圾厭氧發酵產氫過程中的傳熱、傳質過程、盡可能降低反應過程中的產物抑制。
(6)餐廚垃圾厭氧發酵產氫過程模擬與控制。餐廚垃圾厭氧發酵產氫過程影響因素多，過程難于控制，要實現大規模的應用，開發高效實用的餐廚垃圾厭氧發酵產氫過程模擬與控制具有重要意義。
總體來看，餐廚垃圾厭氧產氫是一種較徹底的解決餐廚垃圾環境污染問題的新技術，但實現大規模應用尚需大量的研究開發工作。
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