Sản xuất VFA bằng quá trình lên men kỵ khí của chất thải nhà bếp được tăng cường bởi alkyl glycoside

2022-09-04 18:07:45

Trong những năm gần đây, quá trình lên men kỵ khí chất thải thực phẩm để tạo ra axit béo dễ bay hơi (VFA) đã được nghiên cứu rộng rãi. Thủy phân là bước giới hạn tốc độ của quá trình lên men kỵ khí chất thải thực phẩm. Tác dụng của liều lượng APG đối với quá trình lên men kỵ khí khô của chất thải thực phẩm đã được nghiên cứu và cơ chế của APG đối với quá trình lên men kỵ khí của chất thải thực phẩm đã được phân tích. Kết quả cho thấy liều lượng APG tối ưu là 0,5g/l, tích lũy VFA là 18,5g/l, độ chuyển hóa VFA là 38%; APG có thể tăng cường phản ứng thủy phân chất thải nhà bếp, tăng đáng kể hàm lượng protein hòa tan và polysacarit hòa tan, đồng thời cung cấp nhiều chất nền lên men hơn cho vi khuẩn sản xuất axit tiếp theo. Bản thân quá trình phân hủy của APG cũng góp phần tạo ra VFA ở một mức độ nhất định, nhưng mức đóng góp này ít hơn nhiều so với việc sản xuất rác thải nhà bếp.

Với việc kéo dài thời gian lên men kỵ khí, cả protein hòa tan và polysaccharide hòa tan đều tăng trước tiên và sau đó giảm xuống. Khi thời gian lên men kỵ khí là 3 ngày, nồng độ khối lượng protein hòa tan và polysaccharide hòa tan ở nhóm trắng lần lượt là (698 ± 16) và (6528 ± 120) mg/L. Khi liều APG là 0,5g/l, nồng độ khối lượng của protein hòa tan và polysaccharide lần lượt là (1325 ± 27) và (9150 ± 110) mg/L, gấp 1,90 và 1,40 lần so với nhóm trống. Có thể thấy, khi có APG trong lò lên men kỵ khí, hàm lượng protein hòa tan và polysaccharide hòa tan trong rác thải nhà bếp tăng lên đáng kể, cung cấp thêm cơ chất lên men cho vi khuẩn sản sinh axit tiếp theo, từ đó tạo ra nhiều VFA hơn.

(1) Chất hoạt động bề mặt sinh học APG có thể tăng cường hiệu quả việc sản xuất VFA bằng cách lên men kỵ khí khô chất thải nhà bếp. Liều lượng tối ưu của APG là 0,5g/l, lúc đó lượng VFA tích lũy lớn là 18,5g/l và tỷ lệ chuyển đổi VFA là 38%.

(2) VFA được sản xuất bằng quá trình lên men kỵ khí tăng cường của APG đối với chất thải nhà bếp có tỷ lệ axit axetic cao, tiếp theo là axit propionic. VFA thu được có thể được sử dụng làm nguồn carbon để loại bỏ nitơ và phốt pho sinh học trong nước thải.

(3) APG có thể tăng cường phản ứng thủy phân chất thải nhà bếp, tăng đáng kể hàm lượng protein hòa tan và polysacarit hòa tan, cung cấp thêm chất nền lên men cho vi khuẩn sản xuất axit tiếp theo và hạn chế sản xuất khí mêtan để tích lũy nhiều VFA hơn.