收稿日期：2012-03-31。
基金项目：国家高技术研究发展“863”计划（2008AA062401，2008AA062402）；中美国际合作项目（2011DFA90800）。
作者简介：钟起隆（1988-），男，江西赣州人，硕士研究生，主要从事城市固体废物厌氧消化技术的研究。
E-mail ：zhongqilong00@ 通讯作者：袁海荣（1975-），女，北京延庆县人，副教授，硕士生导师，主要从事固体废物资源化综合利用等方面的研究工作。
E-mail ：331290105@餐厨垃圾SBMR-ASBR 两相厌氧消化产气性能研究钟起隆1，李秀金1，李兵2，邹德勋1，朱保宁1，袁海荣1（1.北京化工大学资源与环境研究中心，北京100029；2.轻工业环境保护研究所，北京100089）摘要：以学校食堂餐厨垃圾为原料，考察餐厨垃圾在SBMR-ASBR 反应器中产酸和产甲烷性能。
结果表明：高负荷下启动酸化相有利于系统快速形成稳定的乙醇型发酵，且可以避开丙酸型发酵，在10g/（L ·d ）负荷（以VS 计）下，稳定状态产酸率平均达到55000mg/L ，VFA 中乙醇和乙酸分别平均稳定在27000mg/L 和23000mg/L ，两者共占总VFA 的91%；甲烷相可以稳定运行的最高负荷为5g/（L ·d ）（以VS 计），此时，系统整体处理能力为3.3g/（L ·d ），单位容积产气率达到2.3L/（L ·d ），甲烷含量在65%～70%，TS ，VS 去除率分别达到77%，83%。
在实际工程中可以高负荷启动酸化相，有利于系统形成稳定的乙醇型发酵和高负荷运行的甲烷相。
关键词：餐厨垃圾；厌氧消化；两相；酸化；甲烷化中图分类号：TK6；S216.4文献标志码：A文章编号：1671-5292（2012）10-0047-05Performances of two-phase SBMR-ASBR anaerobic digestionfor biogas production of kitchen wasteZHONG Qi-long 1，LI Xiu-jin 1，LI Bing 2，ZOU De-xun 1，ZHU Bao-ning 1，YUAN Hai-rong 1（1.Center for Resources and Environmental Research ，Beijing University of Chemical Technology ，Beijing 100029，China ；2.Environmental Protection Research Institute of Light Industry ，Beijing 100089，China ）Abstract ：The performances of two-phase SBMR-ASBR anaerobic digestion for biogas production of kitchen waste was investigated.To find out the acid production performances of acidification phase and the methane production performance of methanogenic phase,kitchen waste from campus restaurant was used as feedstock.The results showed that the acidification phase of kitchen waste entered into a stable ethanol-type fermentation rapidly and avoid the propionate-type fermentationat a high OLR.The acid yield was 55000mg/L with 10g/（L ·d ）of OLR at the stable state.Ethanol and acetic acid were 27000mg/L and 23000mg/L in VFA,respectively.Ethanol and acetic acidwere 91%of VFA.The stable OLR of the methanation phase was 5g/（L ·d ）in this condition.TheOLR of the system was 3.3g/（L ·d ）.The volume gas production rate arrived at 2.3L/(L ·d).Methanecontent was 65%～70%.Removal rate of TS and VS reached 77%and 83%,respectively.It is suggested that the acidification be started at a high OLR,and this is beneficial to the system to build a stable ethanol-type fermentation and a methane phase running at a high OLR.The acidification phase running at high OLR would be recommended in facility of municipal organic solid waste.Key words ：kitchen waste ；anaerobic digestion ；two-phases ；acidification ；methanation 0引言餐厨垃圾俗称潲水、也称泔脚，是指居民日常生活中所产生的食物残余，其成分主要是纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪和水[1]。
随着经济的发展、城市规模的迅速扩大和城市人口的快速增加，城市餐厨垃圾的产生量越来越大，例如，仅北京市2011可再生能源Renewable Energy Resources第30卷第10期2012年10月Vol.30No.10Oct.2012可再生能源2012，30（10）年餐厨垃圾日产量就达到了1700t[2]，[3]。
厨余垃圾中水分和有机物含量高，容易降解，易产生臭气、污水等，如果不能及时处置，将对周围的卫生环境造成严重影响[4]。
目前，餐厨垃圾的处理方式主要有焚烧、填埋、作饲料、堆肥等，这些方法都或多或少地存在一些负面效应[5]~[7]。
考虑到餐厨垃圾含水率和有机物含量都很高的特点，采用厌氧消化的方法来处理餐厨垃圾，产生出清洁的可再生能源，因此，研究餐厨垃圾厌氧消化具有能源和环保双重作用[8]。
刘晓英以餐厨垃圾为原料进行中温（35℃）厌氧消化，甲烷产率达到201mL/g[9]。
孟宪武认为低有机负荷（0.75~1.25g·L-1·d-1）有利于餐厨垃圾单相厌氧发酵[8]。
张波和赵杰红分别研究了pH和温度对餐厨垃圾水解酸化过程的影响[10]，[11]。
Han S K 和Wang J Y分别采用了UASB和厌氧生物滤池等高效厌氧反应器，目的在于提高甲烷相的产气效果[12]~[14]。
由于餐厨垃圾有机物含量高，单相厌氧消化容易产生过量的VFA抑制产气，因此，现阶段大多采用两相厌氧消化系统[15]。
但很少采用序批式强力混合反应器（Sequencing batch mixed reactor，SBMR）来运行酸化相和采用厌氧序批式反应器（Anaerobic Sequencing Batch Reactor，ASBR）运行甲烷相的工程实例。
另外，我国南北方饮食差异很大，不同地区餐厨垃圾物料性质差异也很大，为了提高北京地区餐厨垃圾的处理效果，本试验以具有代表性的北京高校食堂餐厨垃圾为原料，采用SBMR-ASBR两相厌氧消化系统，综合考查酸化相的产酸效率和甲烷相的产气性能以及处理能力，通过控制厌氧消化的参数来尽可能地提高系统整体处理能力以及产气性能。
1材料与方法1.1试验材料试验原料餐厨垃圾取自北京化工大学食堂的泔水池。
手工挑选出塑料、金属等杂物后，粉碎、装瓶，放于-20℃冰箱冷冻存储备用。
试验接种污泥采用北京市小红门污水处理厂厌氧消化污泥。
餐厨垃圾和接种污泥基本性质见表1。
1.2试验方法酸化相采用SBMR反应器，甲烷相采用ASBR 反应器，反应器内温度均为（35±1）℃，转速均为120r/min，每2h搅拌5min。
酸化相按接种量为2〔基质/微生物=F/M（VS/VS）=2〕接种厌氧污泥，启动后负荷（以VS计，下同）恒定在10g/（L·d）。
根据负荷变化，用烧杯量取一定体积酸化相出料，倒入甲烷相进行厌氧消化，甲烷相初始负荷为0.5 g/（L·d），稳定后逐步提升负荷。
每天监测出料pH、产气量，定期测定产气成分、出料VFA，TS，VS等指标。
2结果与讨论2.1酸化相产酸性能水解酸化是餐厨垃圾厌氧消化过程的限速步骤，因此，酸化相产酸性能对后续甲烷相的产气以及消化性能影响非常大。
从图1可以看出，随着运行天数的增加，VFA各组分浓度呈缓慢上升趋势，在第100天左右不再增加，保持在一定水平。
进料后第1～3天，由于接种污泥提供了一些碱度，pH在6左右，刚开始丁酸产量最高，接近10000mg/L，适合丁酸型发酵细菌生长，随着pH 下降到4左右，丁酸开始减少。
在第110天时，VFA中乙醇和乙酸达到最高值，分别为28678 mg/L和25466mg/L，VFA总产量为61124mg/L。
随后系统进入稳定期，产酸量基本稳定在55000 mg/L左右，比张波通过调节pH获得的最大VFA 浓度36g/L高52.8%，其中，乙醇和乙酸分别稳定在27000mg/L和23000mg/L左右，分别占总VFA的49%和42%，两者共占总VFA的91%，处TS VS总碳总氮C/N脂肪（干基）%%%%%%餐厨垃圾 5.1322.3018.400.8234.142.4114.16 4.00接种污泥7.65 4.79 2.400.5018.522.99 6.19 2.51表1餐厨垃圾和接种污泥的基本性质Table1Characteristics of kitchen waste and sludgepH VS/TS试验原料钟起隆，等餐厨垃圾SBMR-ASBR两相厌氧消化产气性能研究于乙醇型发酵状态，产物最有利于甲烷菌直接利用消化产气[13]，[16]。