污泥接種率對(duì)廚余垃圾糖化殘?jiān)託獍l(fā)酵的影響研究

項(xiàng) 娟, 田 陽(yáng), 王德芳, 吳 迪

(天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 ， 天津 300000)

近年來(lái)，隨著人類物質(zhì)生活水平的提高及餐飲行業(yè)的快速發(fā)展，廚余垃圾的產(chǎn)量急劇上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在中國(guó)的廚余垃圾年產(chǎn)生量已達(dá)到9千萬(wàn)t[1]。廚余垃圾具有有機(jī)物含量高、生物質(zhì)能高、易降解等特點(diǎn)，廚余垃圾的回收再利用價(jià)值受到了研究學(xué)者的重視[2]。其中通過(guò)厭氧消化可以實(shí)現(xiàn)廚余垃圾的減量化處理，將其轉(zhuǎn)化為高品位的生物燃?xì)夂陀袡C(jī)肥料。廚余垃圾極易腐敗變臭且量極大，如何能在盡量短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)廚余垃圾更好地減量化與資源化成為一個(gè)難點(diǎn)。

廚余垃圾中含有的淀粉、纖維素類等物質(zhì)經(jīng)糖化后，在酵母菌的作用下可發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，乙醇可作為一種主要的燃料添加劑和能源替代品。但是廚余垃圾發(fā)酵產(chǎn)乙醇時(shí)對(duì)原料利用不充分，僅能利用其中的糖類，降解率很低，能量回收率低；發(fā)酵后的乙醇分離較困難，雜質(zhì)成分太復(fù)雜等等。廚余垃圾是一種成分復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)，可以作為厭氧消化的基質(zhì)[3-4]。但廚余垃圾發(fā)酵產(chǎn)甲烷時(shí)容易酸化，污泥接種率較大，發(fā)酵周期長(zhǎng)，發(fā)酵罐體積大，能量回收效率低[5]。因此本課題組提出了廚余垃圾經(jīng)糖化后固液分離，廚余垃圾糖化液(簡(jiǎn)稱糖化液)發(fā)酵制乙醇，糖化殘?jiān)鼌捬跸萍淄榈募夹g(shù)路線。研究過(guò)程發(fā)現(xiàn)，廚余垃圾直接產(chǎn)乙醇和其糖化液產(chǎn)乙醇的產(chǎn)量基本相同，但卻可大大減少酵母菌的用量，簡(jiǎn)化后續(xù)蒸餾工藝，降低了生產(chǎn)成本。而分離出的糖化殘?jiān)馁|(zhì)量?jī)H為原廚余垃圾的40%左右，糖化殘?jiān)泻胸S富的蛋白質(zhì)、纖維素、糖類等有機(jī)質(zhì)，可以作為厭氧消化的基質(zhì)。這種分離不僅增加了廚余垃圾的日處理量，而且大大地較少了發(fā)酵罐的體積，可以進(jìn)一步增大能量回收效率。

本文在前期的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索消化污泥接種率對(duì)糖化殘?jiān)鼌捬跸^(guò)程的影響，以尋求最佳的接種率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

廚余垃圾取自某食堂，經(jīng)過(guò)初步分揀、粉碎后保存于-20℃的冰箱內(nèi)待用。糖化殘?jiān)蓮N余垃圾經(jīng)過(guò)糖化酶糖化6 h時(shí)后離心分離得到的下層固體殘?jiān)?；消化污泥取自某厭氧消化發(fā)酵罐,污泥的比產(chǎn)甲烷活性為113 mL·g-1VS·d-1。其理化性質(zhì)見表1。

表1 厭氧消化原料的主要成分 (%)

1.2 試驗(yàn)裝置

本文采用的厭氧消化裝置主要由氣浴恒溫振蕩器、發(fā)酵瓶、集氣袋等部分組成。氣浴恒溫振蕩器用來(lái)控制厭氧消化的溫度和振蕩頻率。發(fā)酵瓶采用500 mL透明玻璃廣口瓶，便于觀察發(fā)酵原料體積與物料狀態(tài)的變化。發(fā)酵瓶采用大小適當(dāng)、鉆好取樣孔和輸氣孔的橡膠塞封口。集氣袋采用2000 mL的專用氣袋，在這些孔上插入玻璃管，然后用硅膠管連接，石蠟密封。

1.3 試驗(yàn)方法

取一定量冷凍的廚余垃圾置于廣口玻璃瓶中，室溫靜置融化。然后，按廚余垃圾與水質(zhì)量比為100∶50的比例，將廚余垃圾和水混合均勻，調(diào)節(jié)pH值到4.5，加入0.2%(w/w)酸性糖化酶，在60℃水浴鍋中恒溫糖化6 h。然后在4000 r·min-1速度下，離心10 min，進(jìn)行固液分離，上層液體即糖化液，下層固體即糖化殘?jiān)?，冷藏保存，用于后續(xù)的乙醇和沼氣發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。

試驗(yàn)采用序批式厭氧消化方式，按接種污泥∶糖化殘?jiān)?以VS質(zhì)量計(jì))(inoculum to substrate ratios，簡(jiǎn)寫ISRs)= 0.5，1.0,2.0,3.0配成四組原料置于發(fā)酵槽后，每組做2個(gè)重復(fù)，取平均值，通入氮?dú)?5 min) 以排出槽內(nèi)殘留的空氣以保證厭氧環(huán)境，然后在各發(fā)酵槽上連接集氣袋，置于同一個(gè)恒溫?fù)u床中，發(fā)酵溫度保持37℃±1℃，并定期攪拌，同時(shí)以接種污泥做空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)。記錄每天產(chǎn)氣量，每隔2 d 取液樣3 mL，進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)測(cè)定(所有數(shù)據(jù)均是扣除空白對(duì)照樣后進(jìn)行后續(xù)的處理與分析)。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 分析測(cè)試方法

(1)沼氣的日產(chǎn)量采用排水法測(cè)體積，每天早上 9 點(diǎn)定時(shí)測(cè)量。對(duì)于其中的氣體組分的測(cè)量[6]采用HP-1490型氣相色譜儀分析測(cè)試，該色譜儀配有熱導(dǎo)檢測(cè)器，色譜柱為2 mm×30 mm不銹鋼柱。以氮?dú)鉃檩d氣。進(jìn)樣器、檢測(cè)器及色譜柱的溫度分別為：100℃,100℃,70℃。所采用的標(biāo)準(zhǔn)氣體為H2和CO2的混合氣體及CH4和CO2的混合氣體，進(jìn)樣量40 μL。計(jì)算方法采用峰面積法。H2,CH4及CO2的出峰時(shí)間分別是0.80,3.65和7.80。

(2)pH值的測(cè)定：利用PHS-3C型PH計(jì)測(cè)定消化液pH值。

(3)TVFA的測(cè)定：采用分光光度法，具體測(cè)定方法見《沼氣常規(guī)分析方法》[7]。

(4)VFAs的測(cè)定：液相色譜日本島津公司高效液相色譜儀LC-20A T， UV-VIS檢測(cè)器：SPD(紫外分光檢測(cè))-20A；色譜柱：Inertsil ODS-SP (5μm 4.6×250 mm)，保護(hù)柱：Inertsil ODS-SP 5 μm；超純水(pH值用磷酸調(diào)至2.5～3.0)作為流動(dòng)相；流速為0.8 mL·min-1；柱溫為室溫；進(jìn)樣量為5 μL；二極管陣列檢驗(yàn)波長(zhǎng)為210 nm；本文主要考慮了乙酸、丙酸的測(cè)定。

(5)TS和VS含量測(cè)定：減量法—分別于105℃，600℃恒溫12，2 h至恒重，計(jì)算質(zhì)量減少百分比。

2 結(jié)果分析

2.1 接種率對(duì)甲烷產(chǎn)率的影響

廚余垃圾糖化后經(jīng)過(guò)固液分離，下層殘?jiān)|(zhì)量?jī)H為原來(lái)的40%左右，這大大減少了廚余垃圾的體積。同時(shí)糖化分離后廚余垃圾中大部分易降解的糖類已經(jīng)進(jìn)入到糖化液中，糖化殘?jiān)兄饕菤堄嗟碾y降解的糖類和纖維素，以及大量的蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)。

污泥質(zhì)量和接種率對(duì)于厭氧消化中產(chǎn)甲烷階段的運(yùn)行效果和穩(wěn)定性非常重要，如果接種率過(guò)小，甲烷菌數(shù)量不夠，易導(dǎo)致發(fā)酵體系“酸化”而抑制產(chǎn)沼氣；但接種率過(guò)大，會(huì)因底物不足而減少甲烷產(chǎn)量[8]。因此，研究糖化殘?jiān)鼌捬跸仨毾妊芯孔罴严勰嘟臃N率。不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸?8d后，各組產(chǎn)氣均結(jié)束。如圖1所示，ISRs為0.5，1.0，2.0，3.0的試驗(yàn)組在發(fā)酵第1天的甲烷日產(chǎn)率分別為29.79，15.11，14.79，7.28 mL·g-1VS·d-1，產(chǎn)甲烷量依次減小。這可能因?yàn)楸驹囼?yàn)接種的消化污泥是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期馴化的，具有較高活性，接種至糖化殘?jiān)?，菌種直接利用糖化殘?jiān)袚]發(fā)性有機(jī)酸(VFA)，接種率越小，單位菌種可利用的底物越多，日產(chǎn)甲烷量越大。接種率為0.5的試驗(yàn)組在第3天甲烷產(chǎn)率幾乎為0，這是由于當(dāng)接種率過(guò)小，體系有機(jī)負(fù)荷過(guò)大，發(fā)酵體系迅速酸化，甲烷化過(guò)程受到抑制(見圖1和圖5)。接種率為0.5，1.0，2.0和3.0的產(chǎn)甲烷高峰分別集中在第2天、3～26天、3～11天、3～8 天，經(jīng)28 d發(fā)酵后累積甲烷產(chǎn)量分別為34.59，263.73，200.06和71.74 mL·g-1VS(見圖3)。說(shuō)明消化污泥接種率對(duì)厭氧消化的產(chǎn)甲烷高峰時(shí)間和產(chǎn)量有明顯影響，提高接種率有助于縮短發(fā)酵周期，但污泥接種量越大，單位體積發(fā)酵槽的底物處理量越小，甲烷產(chǎn)生效率也越低。從圖2中可以看出：各接種率下的沼氣中甲烷含量亦受接種率的影響，接種率為1.0時(shí)沼氣中甲烷含量明顯高于其它各試驗(yàn)組。

圖1 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸娜占淄楫a(chǎn)率

圖2 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸募淄榘俜直?/p>

圖3 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸睦鄯e甲烷產(chǎn)量

糖化殘?jiān)ㄟ^(guò)厭氧消化過(guò)程產(chǎn)生沼氣，而VS是厭氧消化產(chǎn)沼氣最主要的物質(zhì)來(lái)源。而VS的減少自然會(huì)引起表觀上的TS的減少。一般來(lái)說(shuō)，累積產(chǎn)氣量越多，其物料的VS去除率也越高。接種率1.0時(shí)VS的去除率最高且累積甲烷產(chǎn)量最大，分別為57.78%和263.73 mL·g-1VS，接種率為1.0，2.0，3.0時(shí)，累積甲烷產(chǎn)量和VS去除率依次降低(見圖4)。這說(shuō)明在接種量達(dá)到一定量時(shí)，在發(fā)酵體系不會(huì)明顯被抑制的前提下，底物負(fù)荷量的多少?zèng)Q定了其累積甲烷產(chǎn)量和VS去除率。綜上分析，本文實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)選擇消化污泥接種率為1.0，保證了糖化殘?jiān)鼌捬跸瘜?shí)現(xiàn)較高的能量回收率和較高的減量化程度。

圖4 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸腣S去除率

2.2 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸瘏?shù)分析

厭氧微生物對(duì)酸堿環(huán)境的適應(yīng)范圍較窄，對(duì)pH值的波動(dòng)比較敏感。尤其是產(chǎn)甲烷菌，最適pH值范圍是6.50～7.80[9]，而產(chǎn)酸菌對(duì)環(huán)境pH值的適應(yīng)范圍相對(duì)較寬，有些產(chǎn)酸菌可以在pH值5.50～5.80 的環(huán)境下生長(zhǎng)良好。厭氧酸化階段形成大量揮發(fā)性脂肪酸和生物降解產(chǎn)生的CO2會(huì)降低體系的pH值，如果H2CO3和VFA 的濃度超過(guò)堿度的緩沖作用，反應(yīng)器就會(huì)酸化而嚴(yán)重抑制甲烷菌的生長(zhǎng)。

在厭氧消化過(guò)程中，接種率不同導(dǎo)致發(fā)酵物的成分不同，那么其水解速率也會(huì)不同，導(dǎo)致的總揮發(fā)性有機(jī)酸(TVFA)的濃度變化也會(huì)不同，而TVFA的變化又會(huì)引起發(fā)酵液的pH值及堿度呈相反的變化。從圖5中可看出：接種率大于或等于1.0時(shí)，pH值維持在一個(gè)較穩(wěn)定的狀態(tài)，沒有明顯的下降，說(shuō)明增大接種率可增強(qiáng)體系的緩沖能力，防止發(fā)酵體系酸化崩潰，保障物料發(fā)酵的穩(wěn)定性；而接種率為0.5時(shí)發(fā)酵液pH值有個(gè)明顯降低的過(guò)程，最小值達(dá)到4.58，后來(lái)有所升高，但仍在6.50以下，結(jié)合圖6可知其原因是糖化殘?jiān)l(fā)酵液的TVFA濃度過(guò)高，其TVFA濃度在第2天就達(dá)到14953.15 mg·L-1，遠(yuǎn)大于同時(shí)間段的其他各組，此后也一直保持著較大的TVFA濃度值，最大值達(dá)到25016.22 mg·L-1，系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷太高，加上有機(jī)酸不斷積累，甲烷的產(chǎn)生也會(huì)受到抑制，這與Dong[10]的觀點(diǎn)符合(當(dāng)TVFA濃度大于6800 mg·L-1時(shí)仍可保證發(fā)酵正常進(jìn)行；當(dāng)TVFA濃度達(dá)到22400 mg·L-1時(shí)甲烷產(chǎn)生受到抑制)。堿度能有效監(jiān)控TVFA 的積累，只有發(fā)酵體系中有足夠的碳酸氫鹽才能中和酸化的糖化殘?jiān)瑥亩ＷC穩(wěn)定的pH 環(huán)境。各接種率下的堿度在發(fā)酵初期都有明顯的下降階段，發(fā)酵體系有一定的緩沖能力，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堿度值會(huì)慢慢回升(見圖7)。接種率ISRs=0.5的發(fā)酵組也有恢復(fù)的階段，可是因?yàn)門VFA濃度太高，體系中的堿度無(wú)法完全中和此發(fā)酵組所產(chǎn)生的有機(jī)酸，有機(jī)酸的降解大于生成，導(dǎo)致了體系酸累積，此組的堿度值一直處于較低的狀態(tài)。其余的發(fā)酵組均恢復(fù)到了10000 g·L-1以上，之前的報(bào)道中曾指出在厭氧消化中合適的碳酸鹽堿度需維持在10000～ 40000 mg·L-1之間[11]，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的堿度也與此報(bào)道符合。因此增加接種率可增強(qiáng)物料的緩沖能力，保障物料發(fā)酵的穩(wěn)定性。

圖5 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸膒H值變化圖

圖6 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸腡VFA變化圖

圖7 不同接種率下糖化殘?jiān)鼌捬跸膲A度變化圖

2.3 糖化殘?jiān)鼌捬跸^(guò)程監(jiān)測(cè)指標(biāo)與甲烷產(chǎn)率的相關(guān)性研究

厭氧消化過(guò)程中TVFA變化可直接影響發(fā)酵體系的pH值、堿度，以及甲烷菌的活性，因此對(duì)于厭氧消化過(guò)程的穩(wěn)定有著重要作用。在糖化殘?jiān)l(fā)酵過(guò)程中，由于底物快速水解而導(dǎo)致的酸化問題可直接抑制厭氧微生物代謝作用，影響發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性。曾有報(bào)道提出當(dāng)TVFA濃度達(dá)到2 g·L-1時(shí)就會(huì)抑制纖維素的降解，也有人提出當(dāng)TVFA濃度達(dá)到4 g·L-1時(shí)也只能產(chǎn)生輕微的抑制作用[12]，同時(shí)Zhu[13]等提出即使當(dāng)TVFA>25 g·L-1時(shí)也沒有對(duì)厭氧消化產(chǎn)生抑制作用，而本文的結(jié)果表明，當(dāng)TVFA>10 g·L-1時(shí)不會(huì)導(dǎo)致不可逆的“酸化”現(xiàn)象發(fā)生，因此僅靠TVFA濃度來(lái)判斷抑制效果是不完全可靠的。有報(bào)道提到，TVFA /堿度的比值是比TVFA更加敏感的指標(biāo)[14],對(duì)于有機(jī)廢水發(fā)酵來(lái)說(shuō)最適宜的TVFA/堿度應(yīng)維持在0.3～0.4之間，而TVFA/堿度如果超過(guò)0.8則會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵狀態(tài)惡化[15]；但是Liew[16]等提出干式厭氧消化時(shí)當(dāng)TVFA/堿度值小于1.6時(shí)甲烷產(chǎn)率均正常，然而針對(duì)廚余垃圾厭氧消化的TVFA/堿度比值與甲烷產(chǎn)率的關(guān)系罕見報(bào)道。

本論文考究了TVFA濃度與堿度比值變化和甲烷產(chǎn)率的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組ISRs=1.0的TVFA濃度/堿度的比值均介于0.36～1.37之間，此組的甲烷產(chǎn)率亦為最大且在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程均是平穩(wěn)產(chǎn)氣的。ISRs=2.0和3.0實(shí)驗(yàn)組在前12天比值在0.28～0.96之間，此后的比值均在0.28以下，ISRs=0.5的比值在1.80～8.20，此組的甲烷產(chǎn)氣量最小，發(fā)酵過(guò)程受到了明顯的抑制。從圖8可以看出，當(dāng)TVFA/堿度比值介于0.40～1.40之間時(shí)，甲烷產(chǎn)率相對(duì)較大，大多在5.0 mL·g-1VS以上，當(dāng)TVFA濃度/堿度小于0.40時(shí)，甲烷產(chǎn)率很小，這可能也是由于TVFA濃度過(guò)低，供給產(chǎn)甲烷菌生長(zhǎng)繁殖的原料不足所致；而TVFA濃度/堿度比值在1.40以上，也幾乎沒有甲烷產(chǎn)生，說(shuō)明此時(shí)厭氧消化體系受到嚴(yán)重抑制，因此TVFA/堿度是糖化殘?jiān)鼌捬跸囊粋€(gè)重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

圖8 糖化殘?jiān)鼌捬跸^(guò)程中TVFA/堿度比值與甲烷產(chǎn)率的關(guān)系圖

丙酸作為厭氧消化體系中的一種基質(zhì)，常被認(rèn)為是一種抑制劑。研究證明，當(dāng)丙酸濃度含量大于1 g·L-1時(shí)，容易導(dǎo)致發(fā)酵液中酸累積，使發(fā)酵體系的pH值降低。大量研究結(jié)果表明，丙酸的產(chǎn)氫-產(chǎn)乙酸速率緩慢，大量丙酸的產(chǎn)生和積累影響產(chǎn)甲烷菌活性，容易引起厭氧產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器中pH值降低，導(dǎo)致運(yùn)行失敗。本文分析了糖化殘?jiān)鼌捬跸^(guò)程中的丙酸濃度與甲烷產(chǎn)率的(見圖9)。從圖9可以看出：當(dāng)發(fā)酵體系中丙酸濃度超過(guò)0.5 g·L-1時(shí)，甲烷產(chǎn)率基本為0，表明此時(shí)甲烷菌受到了100%的毒性抑制；較高的甲烷產(chǎn)率均集中在丙酸濃度低于0.5 g·L-1，可見甲烷菌對(duì)丙酸濃度是非常敏感的，丙酸濃度是糖化殘?jiān)託獍l(fā)酵過(guò)程穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。值得一提的是：糖化殘?jiān)啾扔趶N余垃圾中的脂肪相對(duì)含量提高了很多，而脂肪降解最容易產(chǎn)生丙酸，因此糖化殘?jiān)鼌捬跸瘯r(shí)監(jiān)測(cè)丙酸的濃度顯得格外重要。

圖9 糖化殘?jiān)鼌捬跸^(guò)程中丙酸濃度與甲烷產(chǎn)率的關(guān)系圖

C6H12O6+2H2O →2CH3COOH (乙酸)+4H2+ 2CO2

(1)

C6H12O6+ 2H2→ 2CH3CH2COOH(丙酸)+2H2O

(2)

C6H12O6→ CH3(CH2)2COOH(丁酸)+2H2+2CO2

(3)

CH3CH2CH2COOH (丁酸) + 2 H2O → 2CH3COOH+2H2

(4)

CH3CH2COO H (丙酸)+ 2 H2O→ CH3COOH + CO2+3H2

(5)

CH3COOH (乙酸) → CH4+CO2

(6)

4H2+ CO2→CH4+ 2H2O

(7)

4CO + 2H2O → CH4+3CO2

(8)

因此，當(dāng)接種率較小，有機(jī)負(fù)荷較高時(shí)，生成的丙酸等揮發(fā)性有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為乙酸的速度較慢(此時(shí)乙酸本身濃度較高，不能被甲烷菌及時(shí)利用)，從而易造成丙酸等揮發(fā)酸的積累，導(dǎo)致“酸化”現(xiàn)象的發(fā)生。根椐本文上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了丙酸/乙酸比值與甲烷產(chǎn)率之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，當(dāng)丙酸/乙酸>0.1以上,幾乎沒有甲烷產(chǎn)生，厭氧消化體系受到抑制(見圖10)，這與Wang[17]的結(jié)論基本一致。但是當(dāng)丙酸/乙酸<0.1時(shí)，也有甲烷產(chǎn)率低的，這可能是受到了其他因素抑制。因此在糖化殘?jiān)鼌捬跸^(guò)程中監(jiān)測(cè)丙酸/乙酸的比值也尤為重要。

圖10 丙酸/乙酸比值與甲烷產(chǎn)量的關(guān)系圖

3 結(jié)論

糖化殘?jiān)鼌捬跸钸m宜的污泥接種率為1.0，在此接種率下其甲烷累積產(chǎn)率和VS去除率均最大，分別為263.73 mL·g-1VS和57.78%。此接種率既保證了糖化殘?jiān)鼌捬跸粫?huì)因?yàn)轶w系酸化而受到抑制和發(fā)酵罐體積最小化，也保證了能源回收的最大化。

糖化殘?jiān)鼌捬跸^(guò)程中TVFA/堿度比值、丙酸濃度、丙酸/乙酸的比值是發(fā)酵穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)。當(dāng)TVFA/堿度比值介于0.40～1.40之間時(shí)，甲烷產(chǎn)率相對(duì)較大，大多在5.0 mL·g-1以上；小于0.40時(shí)，甲烷產(chǎn)率很小，可能是由于TVFA濃度過(guò)低，供給甲烷菌生長(zhǎng)繁殖的原料不足所致；大于1.40時(shí)，則幾乎沒有甲烷產(chǎn)生，此時(shí)的厭氧消化體系可能受到“酸抑制”。當(dāng)發(fā)酵液中丙酸濃度超過(guò)0.50 g·L-1時(shí)，糖化殘?jiān)l(fā)酵基質(zhì)就基本上不產(chǎn)氣，表明此時(shí)甲烷菌受到抑制，較高的甲烷產(chǎn)率均集中在丙酸濃度低于0.50 g·L-1。較高的甲烷產(chǎn)量均集中在丙酸/乙酸比值小于0.1時(shí)，當(dāng)丙酸/乙酸>0.1以上,幾乎沒有甲烷產(chǎn)生，厭氧消化體系受到抑制。但是當(dāng)丙酸/乙酸<0.1時(shí)，也有甲烷產(chǎn)率低的，這可能是受到了其他因素抑制。