[发明专利]一种应用乳酸修正的ADM1模型分析餐厨垃圾产甲烷的方法

说明书

本发明公开了一种应用乳酸修正的ADM1模型分析餐厨垃圾产甲烷的方法，属于有机固体废弃物处理技术领域。本发明采用乳酸修正的ADM1模型分析餐厨垃圾厌氧消化过程，并对模型的参数进行了优化。采用修正后的ADM1计算获得的甲烷产量理论值与实际产量的均方根误差和绝对误差均小于10％，R²达0.981，评估结果准确，能够很好地预测餐厨垃圾产甲烷过程。

技术领域

本发明涉及一种应用乳酸修正的ADM1模型分析餐厨垃圾产甲烷的方法，属于有机固体废弃物处理技术领域。

背景技术

ADM1已被广泛用于各种富含碳水化合物的底物厌氧消化过程的模拟，如牧草，能源作物，玉米秸秆和农业废弃物。然而，尽管在碳水化合物厌氧消化期间乳酸是一种重要组分和中间体，在原始ADM1模型中未考虑乳酸，这是因为乳酸被认为快速降解且对全过程的影响较低。但是，许多研究报道了乳酸在产沼气过程中的重要影响。例如，乳酸的积累是评估反应器崩溃与否的关键指标之一；具有低酸离解常数(pKa 3.86)的乳酸对pH值有很强的影响，当累积到一定量时将破坏系统的平衡，并可能终止发酵。

餐厨垃圾中碳水化合物的含量较高，乳酸是餐厨垃圾厌氧消化过程中的一个重要中间产物，而标准的ADM1模型并未包含乳酸，因而并不能准确地描述餐厨垃圾的产甲烷过程。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了分析一种餐厨垃圾产甲烷能力的预测方法，所述方法是应用修正的ADM1模型，根据餐厨垃圾中碳水化合物、蛋白质和脂肪的含量，将其换算成相应的ADM1模型表达，利用修正的ADM1模型预测餐厨垃圾的产甲烷过程。

在本发明的一种实施方式中，将餐厨垃圾的VS含量根据1gVS＝1.4gCOD进行换算，计算反应器中餐厨垃圾的浓度(kgCOD/m³)即X_c；根据蛋白质、脂肪和碳水化合物基于餐厨垃圾TS的百分含量计算f_ch，xc、f_pr，xc、f_xi，xc，代入修正后的ADM1模型中计算参数垃圾产甲烷能力；所述修正后的ADM1模型是用乳酸对ADM1模型进行修正；所述修正是对ADM1模型的下述矩阵进行修正：