摘要: 随着我国零废物城市化和垃圾分类项目的实施，大量餐厨垃圾开始集中出现，迫切需要合适、高效的处理技术对其进行处理处置。厌氧消化技术因其能够回收清洁能源、碳排放低、适合大规模处理等优点而备受关注，但是该技术存在产气效率低，周期长，稳定性... 展开 随着我国零废物城市化和垃圾分类项目的实施，大量餐厨垃圾开始集中出现，迫切需要合适、高效的处理技术对其进行处理处置。厌氧消化技术因其能够回收清洁能源、碳排放低、适合大规模处理等优点而备受关注，但是该技术存在产气效率低，周期长，稳定性差等问题。本文通过添加磁性铁即铁粉（零价铁）、磁粉（四氧化三铁）与外加静态磁场联合等方式有效提高了餐厨垃圾厌氧消化中甲烷产量和系统的稳定性。主要结论如下： （1）探究了不同运行条件对序批湿式和半连续干式厌氧消化的影响。在序批湿式厌氧消化过程中，中温条件下，料泥比（Food/Inoculation，F/I）为1（VS）时，甲烷产率较高，系统稳定性较强；高温条件下，F/I=1.5（VS）时，产气速率更快。在半连续干式厌氧消化研究中发现高温系统相较于中温系统能够承受更高的有机负荷，产气稳定且容积产气率高，当固体停留时间为20天，有机负荷为12.13gVS/L/d时产气效果最佳，但连续消化存在丙酸和氨氮积累问题，会影响系统稳定性。 （2）探究了磁性铁、静态磁场及其联合作用对厌氧消化中温序批湿式的影响。F/I=1.5（VS）时系统发生酸化，添加5g/L铁粉时，沼气产量提升29.35%，甲烷产量提升41.01%；添加10g/L磁粉时，沼气产量提升32.53%，甲烷产量提升29.73%；双磁源形成的整体磁场，甲烷产量提升15.94%。正常系统即F/I=1（VS）时，5g/L铁粉和磁场联合后，其甲烷产量较空白组、单独铁粉组、单独磁场组分别提高了31.21%、15.14%、9.77%。铁粉与磁场联合时，铁粉利用率提升，甲烷转换效率高，两者结合发挥协同作用促进系统厌氧消化过程。10g/L磁粉和磁场联合后，其甲烷产量较单独磁粉组降低了6.83%。 （3）磁性铁、静态磁场及其联合作用通过对微生物的作用而影响系统性能。铁粉、磁粉均能有效促进胞外聚合物的分泌，影响种间电子转移从而提高产气速率与效率，但是过多胞外聚合物会影响传质，从而导致物质分解不彻底而降低产甲烷效率。铁粉主要通过富集Methanobacterium和Methanospirillum等氢营养型产甲烷菌进行种间氢传递，而磁粉主要通过共营养型细菌Syntrophomonas和产甲烷菌Methanospirillum、Methanosarcina结合促进直接种间电子传递。静态磁场会降低微生物的多样性和丰富度而影响系统稳定性，但提高了产甲烷菌活性并促进生成导电菌毛e-pili进行直接种间电子转移，增强了系统消化能力。铁粉联合静态磁场能够增强氢营养型产甲烷途径，提高系统的稳定性，有效结合两者的强化作用。磁粉和磁场联合可能导致污泥絮凝与磁粉聚集，从而降低磁粉的促进作用。 收起