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传统的固体废弃物处理处置方法无法实现剩余污泥和餐厨垃圾生物质能源中有价资源的高效转化,而厌氧发酵技术在实现有机固废的稳定化处理的同时还能将其中的有机成分转化为氢气和甲烷等生物质能源。而两相厌氧发酵产氢产甲烷系统比单相系统产能高,运行更稳定。本文针对剩余污泥和餐厨垃圾混合两相双温厌氧发酵产氢产甲烷工艺进行了优化研究。首先比较了六种常用的产氢种泥预处理方法,结果表明溴乙烷磺酸钠(BESA)处理、酸处理、连续曝气和重复曝气种泥产氢效果较好,其中重复曝气预处理种泥的平均氢气产率最高,为86.9 mL-H2/g-VSadded。产氢种泥的预处理可以使产氢菌得到驯化和富集,对污泥和餐厨垃圾混合基质的适应性加强,产氢缓滞时间明显减小。不同水力停留时间(HRT)条件下产甲烷相的挥发性固体(VS)去除率(21.0%~27.0%)无明显变化。产甲烷相的甲烷产率、整个两相系统的VS去除率和两相系统的总能量产率都随产甲烷相HRT的增大而增大,HRT为12 d时甲烷能量产率为7.70 kJ/g-VSadded,两相系统的VS去除率达63.8%,总能量产率为8.80 kJ/g-VSadded。从能量产率的角度考虑,HRT为12 d是最佳工艺条件。液相产物的分析表明产氢相利用的基质主要是多糖,产甲烷相利用的基质主要是产氢反应的挥发酸产物及部分蛋白质底物。两相系统在回流比1:1、1:2和2:1条件下的产气结果表明,产甲烷相的甲烷产率和两相系统的能量产率均随回流比的减小而增大。回流可以补充产氢相碱度,但是回流液携带的产甲烷菌对产氢反应有抑制作用。从能量产率的角度考虑,回流比为1:2是最佳工艺条件,甲烷能量产率和两相系统的总能量产率分别为8.60 kJ/g-VSadded和9.70 kJ/g-VSadded。从外加碱度角度考虑,回流比1:1是最佳工艺条件,产氢相单位体积的日均投碱量为1.331 g-K2HPO4。