通过测定超声以及微波预处理前后反应物料中SCOD与TAN浓度筛选出最佳的预处理条件,实验结果如图2所示。超声预处理后溶液中的SCOD与TAN溶出效率明显升高,并且随着反应时间延长,表现出先增加后降低的趋势。在超声预处理 10 min时SCOD与TAN浓度达到最高,分别增加 15.9%与75. 8%,为最佳超声预处理条件。微波预.处理过程中,由于反应5min后物料中水分大量蒸发流失,含固率达到26.0%,与原始物料含固率(见表2)差距太大,因此在筛选过程中排除此反应条件。当微波预处理时间由1min延长到3min时,.SCOD与TAN浓度逐渐升高,在反应时间为3min 时,两项指标溶出效率分别增加12. 9%和96. 4%,为最佳微波预处理条件。碱热预处理实验结果表.明,预处理后反应物料中SCOD与TAN浓度分别 增加13. 9%与77.8%。
在最佳预处理条件下反应物料性质如表2所示。预处理增强了反应物料中有机物溶出效果,处理后物料中碳水化合物和蛋白质质量分数明显提高。这是因为通过机械效应,预处理可以破坏细胞结构,增强细胞内有机物质的溶出。但微波与碱热预处理后,反应物料中脂肪质量分数有所降低,这是因为微波与碱热预处理过程中溶液温度显著升高,促进了油脂的水解[27]。同时,碱热预处理使得物料中VS含量下降,这可能是因为大分子有机物通过水解酸化作用降解为小分子有机物,溶解进人液相中,并在热处理的过程中挥发到气相中[28]。由此可知,预处理技术促进了反应物料中有机物质溶出,可以提高后续厌氧发酵阶段的效率。