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餐厨垃圾厌氧暗发酵制氢是一种既可解决环境污染问题,又可制备清洁燃料的符合可持续发展理念的餐厨垃圾生物处理技术。目前生物制氢技术中存在产氢效率低、氢气百分含量低等问题。为提高生物制氢能力,本研究以米浆作为发酵底物,以矿化垃圾作为添加剂,研究金属离子对制氢体系产氢的影响。采用二次二因子、二次三因子和二次四因子回归通用旋转组合实验设计和统计学方法,对四种金属离子对厌氧发酵产氢的影响进行了单一因子和联合因子作用研究,揭示了多种金属离子共存时产生的总影响效应、交互和主因子作用,为各混合物构建了专用数学模型。主要研究结论如下：1.单质铁、镁离子、镍离子和钼酸根离子4种金属离子单独作用时,与不添加金属离子的对照组相比较,实验组的比产氢率都有明显的提高,其中在单质铁添加浓度为750mg/L时,比产氢率最大提高188.17%；镁离子添加浓度为225mg/L时,比产氢率最大提高659.19%；镍离子添加浓度为0.5mg/L时,比产氢率最大提高235.68%；钼酸根离子添加浓度为0.4mg/L时,比产氢率最大提高279.60%。从拟合的结果来看,不同浓度的单质铁(0-1000mg/L)、镁离子(0-300mg/L)、镍离子(0-2mg/L)和钼酸根离子(0-1.6mg/L)的添加量,不同程度地提高了体系的最大产氢潜力,缩短了发酵的延滞时间,从而促进了体系产氢量的增加。2.不同浓度的二元金属混合物对餐厨垃圾厌氧发酵产氢体系的影响不同。分别拟合了6个累积氢气产量与金属浓度的回归模型,其中单质铁和镁离子、单质铁和镍离子的拟合结果经检验显著(P<0.01)且拟合效果好(R为0.810-0.844)；其余4个拟合结果效果一般(R为0.422-0.674)。本实验条件下,二元金属混合物的联合影响效应因两种金属离子的浓度区间而异。3.不同浓度的三元金属混合物对餐厨垃圾厌氧发酵产氢体系的影响不同。分别拟合了3个累积氢气产量与金属浓度的回归模型,其中单质铁、镁离子和镍离子的拟合结果经检验显著(P<0.01)且拟合效果好(R为0.921)；其余2个拟合结果效果一般(R为0.488-0.720)。本实验条件下,三元金属混合物的联合影响效应,因三种金属离子的浓度区间而异。4.用统计学方法研究了单质铁、镁离子、镍离子和钼酸根离子四元金属混合物对产氢的影响,结果表明,不同浓度的四元金属混合物对产氢发酵的效应不同,拟合效果一般(R为0.535)。对累积氢气产量影响最大的是单质铁,其次是镁离子,影响最小的是钼酸根离子和镍离子。在本实验条件下,单质铁、镁离子、钼酸根离子和镍离子四种金属离子混合物的影响效应因四种金属离子的浓度区间而异。