接种比对餐厨垃圾中温厌氧消化的影响

在(37±1)℃条件下采用批式厌氧消化试验方法,研究接种比(m(接种物)∶m(底物),按挥发性固体(VS)计)为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1时去油和未去油餐厨垃圾的厌氧消化性能。结果表明:未去油和去油后餐厨垃圾发酵过程中,接种比为3∶1时产气量最高,单位挥发性固体(VS)沼气累积产气量分别为951.2和851.4mL/g,单位VS甲烷累积产气量分别为546.1和499.1mL/g;接种比为1∶1时,产气量最低,单位VS沼气累积产气量分别为831.5和730.3mL/g,单位VS累积产甲烷量分别为524.1和425.8mL/g。接种比为1∶1时,未去油和去油后餐厨垃圾在厌氧消化初始阶段pH较低,且沼气日产气量和甲烷浓度也明显低于其他各组。未去油餐厨垃圾累积产气量比去油后餐厨垃圾累积产气量高12.6%。随着接种比逐渐提高(1∶1~4∶1),未去油和去油后餐厨垃圾发酵过程延滞期逐渐缩短;未去油餐厨垃圾在适宜接种比(2∶1~4∶1)范围内延滞期均高于去油餐厨垃圾。餐厨垃圾油脂含量较高,厌氧消化延滞期较长;提高接种比有利于缩短消化时间,提高反应器运行效率。     

热水除油对餐厨垃圾产沼气量的影响

[目的]研究不同温度热水浸泡除油对餐厨垃圾厌氧消化产沼气量的影响。[方法]在40℃条件下,通过厌氧发酵试验分析不同温度热水浸泡除油后餐厨垃圾厌氧消化产气潜力。[结果]热水除油处理降低餐厨垃圾脂肪的含量,提高p H值,提高水解率;常温处理(25℃)、60℃、80℃及100℃热水浸泡除油后餐厨垃圾的单位挥发性固体(VS)产气潜力分别为745、557、603、646 m L/g;随着热水除油温度的提高,餐厨垃圾厌氧发酵的总固体和挥发性固体降解率增大。[结论]热水浸泡除油可提高餐厨垃圾的水解率,提高产气潜力。     

餐厨废弃物厌氧发酵工艺优化

[目的]考察温度、有机负荷、接种量3个关键参数对餐厨废弃物厌氧发酵过程的综合影响。[方法]采用正交试验法综合考察了批量式发酵过程餐厨废弃物产沼气及降解效果,并进行了验证试验。[结果]温度是影响餐厨废弃物厌氧发酵的显著因素;最佳发酵条件为温度35℃、接种量350 g、有机负荷40 g,在此条件下发酵产气中平均CH4含量可达68.75%,TS产气率及VS产气率分别为661.96和708.97 m L/g,能源转化效率可达79.92%。[结论]可为以餐厨废弃物为原料的沼气工程提供技术参考。     

有机生活垃圾堆肥中物质组分减量差异及变化规律

以农村有机生活垃圾的主要组成——餐厨垃圾和作物秸秆为处理对象,分类表征不同好氧堆肥条件下餐厨-稻草总物质、干物质及主要组成元素的减量差异及其在不同时间的变化规律,进一步借助冗余分析(Redundancy analysis,RDA)明确主要堆肥过程因子对物质组分代谢的影响程度。结果表明:本试验中4个堆肥处理的总物质减量效果为单一通风组通风+菌剂组对照组通风+菌剂+纤维素降解菌组,对于带有辅助通风设备的处理而言,7~13 d是垃圾减量化的主要时间区段。不同处理的水分去除方式不同,菌剂接种可促进水分以蒸发形式去除。不同处理组下干物质的元素损耗具有倾向性,通风+菌剂+纤维素降解菌组中碳素和氢素的损失量占干物质损失量的百分比依次高于通风+菌剂组、单一通风组和对照组,氧素的损失量占干物质损失量的百分比则正好相反。菌剂接种处理的碳素消耗主要发生在0~13 d,约占碳素总消耗量的60%以上。冗余分析结果指出温度和细菌数量是影响物质和元素去除的主导因素,其中温度与不同时间区段垃圾减量能力和水分损失量呈最大正相关,而细菌数量、放线菌数量和真菌数量分别与区段干物质损失、氢素损失及氧素损失呈最大正相关。以上研究结果可为有机垃圾堆肥过程中渗滤液排放、物质损失控制和垃圾生态代谢研究提供一定的指导。     

有机负荷对餐厨垃圾单相厌氧发酵的影响

[目的]为实现餐厨垃圾资源化利用提供依据。[方法]在中试规模条件下,以餐厨垃圾为底物,研究有机负荷对餐厨垃圾单相厌氧发酵的影响。[结果]低有机负荷[0.75~1.25 g/（L.d）]时,发酵过程的pH、氨氮、可溶性化学需氧量SCOD维持相对稳定,提高有机负荷有利于提高沼气产量和产率,而当有机负荷达到一定高度[1.50 g/（L.d）]时,发酵过程的pH下降,氨氮和SCOD含量上升,说明单相厌氧发酵工艺对餐厨垃圾的处理能力较低。餐厨垃圾中的氮含量高,发酵前应调节碳氮比。沼气中甲烷浓度都在50%~75%,不受有机负荷影响。[结论]低有机负荷[0.75~1.25 g/（L.d）]有利于餐厨垃圾单相厌氧发酵。     

鼠李糖脂对餐厨垃圾厌氧发酵过程中水解酶活性的影响

水解酶的活性直接影响有机物厌氧分解的效率,为了研究生物表面活性剂对有机废弃物厌氧发酵过程的影响,以餐厨垃圾为发酵原料,添加生物表面活性剂鼠李糖脂,添加量分别为发酵物总量的0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%,35 ℃下发酵25 d,测定发酵过程中淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶的活性变化情况。结果表明,鼠李糖脂添加量为0.01%~0.03%时,餐厨垃圾发酵累积产气量随添加量的增加有较大幅度提高,添加量超过0.03%后,产气量与对照相比增加到40%以上,但增加幅度放缓甚至略有降低。鼠李糖脂添加量达到0.03%以上时,COD去除率接近70%,TS(总固体含量)降解率增加到30%以上,VS(挥发性固体含量)降解率增加到50%左右。鼠李糖脂添加量在0.01%~0.03%范围内时,四种水解酶的活性与添加量的增加成正比,添加量达到0.03%时,纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性峰值分别比对照提高60.23%、30.47%、38.51%和36.16%,此后酶活增幅不明显。综上结果表明,添加鼠李糖脂可以提高餐厨垃圾厌氧发酵过程中的水解酶活性,适宜的添加量应为0.03%左右。     

两种测定餐厨垃圾堆肥产品中总钠含量方法的比较

采用湿法消解-火焰光度(FP)法和微波消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定4个不同厂家的餐厨垃圾堆肥产品中总钠含量,对其灵敏度、精密度和准确度进行比较,为准确测定餐厨垃圾堆肥产品中总钠含量提供可靠的方法依据。结果表明:两种方法测得的钠离子浓度均在一定范围内与仪器响应值呈良好的线性关系(r2> 0.999),湿法消解-FP法和微波消解-ICP-OES法的全钠检出限分别为0.100 mg∕L和0.082 mg∕L;对同一标准物质用湿法消解-FP法与微波消解-ICP-OES法分别测得的全钠加标回收率为101.0%—10.3. 0%和99.0%—102.5%,标准物质与加标样测定值的相对标准偏差(n=6)均小于4.00%;对4种餐厨垃圾堆肥产品用湿法消解-FP法与微波消解-ICP-OES法的相对偏差在1.14%—5.66%。两种方法均可以用于餐厨垃圾堆肥产品中总钠检测,其中微波消解-ICP-OES法检出限和样品测定的相对标准偏差(RSD)相对较低,更适合餐厨垃圾堆肥产品中总钠的测定。     

餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响

为探讨餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响及其在水稻田的合理施用提供理论依据,以不施肥为对照,在等氮的条件下,设置了化肥、餐厨垃圾生化一体机处理尾料堆肥化产品(餐厨堆肥)、猪粪有机肥及鸡粪有机肥4个处理,测定水稻不同发育时期生长指标、产量及土壤养分含量的变化。结果表明:餐厨堆肥、化肥处理都能显著增加水稻株高、地上部生物量和产量,其中,餐厨堆肥处理水稻产量最高达9 379.63 kg/hm²,较对照、猪粪有机肥处理显著提高,分别增产19.40%和12.95%;此外,水稻考种结果显示,餐厨堆肥处理水稻有效穗数和每穗粒数高于其余各处理组,千粒重和结实率略低于猪粪、鸡粪有机肥处理,但均无显著差异;土壤数据测定结果显示,餐厨堆肥处理在土壤有机质和土壤速效氮的提升上优于猪粪、鸡粪有机肥,土壤有机质含量较猪粪、鸡粪有机肥处理分别提升19.87%和11.64%,土壤速效氮含量从分蘖期至黄熟期均高于其余各施肥处理,且在分蘖期、抽穗期、黄熟期显著高于猪粪有机肥处理。综上,餐厨堆肥可以确保水稻的生长和产量,且在土壤有机质和速效氮的提升上优于猪粪有机肥,具备推广和应用的潜力。     

诱集植物香根草对二化螟幼虫致死的作用机制

【目的】香根草(Vetiveria zizanioides)能够有效诱集水稻害虫二化螟(Chilo suppressalis)雌成虫在其上产卵,但孵化出的幼虫在香根草上不能完成生活史。本研究旨在明确香根草对二化螟幼虫致死的作用机制,为开发以香根草为基础的水稻螟虫可持续控制新技术提供理论依据。【方法】通过有机溶剂萃取和硅胶柱层析方法提取香根草有毒活性物质,并利用饲料混毒法测定各提取组分对二化螟3龄幼虫的生物活性,同时利用生物化学方法测定水稻和香根草中营养物质含量以及二化螟3龄幼虫取食水稻和香根草后体内相关解毒酶和消化酶的活性变化。【结果】香根草石油醚萃取物处理二化螟3龄幼虫9、12、15 d后,死亡率分别为38.89%、57.41%、85.19%,显著高于乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物等其他提取组分处理二化螟幼虫后的死亡率。进一步从香根草石油醚萃取物中分离获得组分1(Fr1)和组分5(Fr5),对二化螟3龄幼虫的具有较高毒性,以0.05 g·mL~(-1)浓度混入人工饲料饲喂3 d后死亡率分别为85.00%和67.67%,说明香根草中含有对二化螟幼虫具有致死作用的有毒活性物质。香根草中总蛋白、纤维素、总糖、氨基酸等营养物质含量分别为9.45μg、1.61%、1.45%、4.00%,均显著低于水稻中相应营养物质含量,其中水稻中蛋氨酸含量是香根草中的7.0倍。而香根草中单宁含量则显著高于水稻中的含量,是水稻中的1.31倍。此外,二化螟取食水稻和香根草3 d后,取食香根草的3龄幼虫体内蛋白酶、淀粉酶、海藻糖酶和蔗糖酶等消化酶的活性显著低于取食水稻幼虫体内相应消化酶的活性;6 d后,取食香根草的3龄幼虫体内细胞色素P450酶活性显著低于取食水稻的幼虫;9 d后,取食香根草的3龄幼虫体内羧酸酯酶CarE的活性显著低于取食水稻的幼虫。与取食水稻的3龄幼虫相比,取食香根草的幼虫体内谷胱甘肽硫转移酶GSTs的活性也有所降低,但是两者在统计学上没有显著差异。【结论】香根草作为二化螟的致死型诱集植物,对二化螟幼虫的致死作用主要表现在两方面:一是香根草中含有对二化螟幼虫具有致死作用的有毒活性物质,这些物质通过抑制幼虫体内解毒酶CarE和P450酶的活性,使幼虫逐渐丧失解毒代谢能力,最终死亡;二是香根草相对水稻营养物质匮乏,二化螟幼虫取食香根草后营养不均衡,从而影响体内消化酶活性,造成消化功能紊乱,影响其正常生理活动,最终死亡。     

餐厨垃圾水解酸化液作为外加碳源处理养猪废水

采用分段进水多级A/O工艺处理低C/N的养猪废水以解决农村地区水污染问题,确定了分段进水的最佳配比为9∶1,但是其出水NH_4~+-N仍不能达标。为提高脱氮效果,提出以餐厨垃圾水解酸化液作为处理养猪废水的外加碳源,并与甲醇、葡萄糖、乙酸钠等传统碳源相比较,确定了甲醇、葡萄糖、乙酸钠和餐厨垃圾水解酸化液的最佳C/N分别为4.8、7.3、4.2和5.0。甲醇、乙酸钠、餐厨垃圾水解酸化液在最佳C/N的条件下,多级A/O工艺出水COD分别为319、301、354 mg/L,出水NH_4~+-N分别为36、25、22 mg/L,均能达标排放。此外,测定了餐厨垃圾固体物料的生化产沼气潜力(BMP)为546 NmL/gVS,并确定了处理养猪废水与餐厨垃圾的联合工艺布局。     

湿热处理参数对餐厨垃圾脱水和脱油性能的影响

为了改善餐厨垃圾脱水和脱油性能,提高处理效果,对餐厨垃圾湿热工艺中的温度和加热时间等主要影响因素进行了2因素5水平的完全试验,分析了湿热处理产物的比阻、脱水率和可浮油含量等指标的变化规律,构建了餐厨垃圾固相脂质浸出反应动力学模型,研究了湿热处理参数对餐厨垃圾脱水和脱油性能的影响机理.结果表明,湿热处理初期,垃圾脱水率下降,加热40min后,脱水率开始上升,且温度越高,上升越快,180℃加热100min达最高;随着温度的升高和加热时间的延长,餐厨垃圾脱油性能呈上升趋势,温度越高,上升趋势越明显;当温度达到1     

餐厨垃圾生化尾渣蚯蚓堆肥中矿物的调节效应

餐厨垃圾生化尾渣的资源化利用是餐厨垃圾生化处理后的新难点,针对餐厨垃圾生化尾渣中的高盐分和低腐熟度问题,本研究以脱硫石膏和骨炭作为添加剂,探究脱硫石膏与骨炭对餐厨垃圾生化尾渣蚯蚓堆肥中的调节效应,研究其对蚓体生长及蚯蚓堆肥基本性状变化规律的影响。结果表明:脱硫石膏和骨炭添加均可促进蚯蚓生长繁殖,且骨炭添加下蚯蚓生长状况相对更优;蚯蚓处理可降低蚯蚓堆肥pH而提高其电导率(EC)和总养分含量;骨炭较之脱硫石膏添加下所获蚯蚓堆肥pH、总养分含量和过氧化氢酶(CAT)活性均升高,而其EC、脲酶(UA)和碱性磷酸酶(AKP)活性则均降低。腐熟度变化表明,蚯蚓活动和骨炭添加均可降低堆肥中C/N和NH⁺₄-N/NO^-₃-N,增加其腐殖质(HS)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量和种子发芽指数(GI)。因此,在餐厨垃圾生化尾渣中添加骨炭进行蚯蚓堆肥以降低盐分和提高腐熟度具有一定可行性。     

嘉兴市餐厨废弃物秋冬理化特性

[目的]明确嘉兴市餐厨废弃物秋冬理化特性。[方法]针对餐厨废弃物一日三餐随季节的变化情况,跟踪分析其含水率、挥发性固体(VS)、总固体含量(TS)、氨氮、总氮(TN)、总碳(TC)及p H,分析餐厨废弃物性质变化对后续加工处理的要求。[结果]嘉兴市餐厨废弃物的含水率为70%左右;TS和VS值均为0.1~0.5;TC含量为70~80 mg/L;TN含量为6~16 mg/L;p H略偏酸性(6~7)。[结论]试验结果为后续的餐厨废弃物的资源化提供了理论依据。     

餐厨发酵物料在草莓基质栽培中的应用研究

针对餐厨垃圾固废资源化利用不足的问题,将餐厨垃圾固液分离后的固相部分经高温好氧发酵制备餐厨发酵物料,研究其在草莓(Fragaria×ananassa Duch.)栽培中的应用效果。以餐厨发酵物料、草炭、蛭石和珍珠岩作为复配基质原料,根据不同比例进行复配并得到CK、T1、T2、T3、T4和T5共6组处理。研究发现随餐厨发酵物料比例升高,不同复配基质的有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)养分含量显著增长;草莓植株生长状况以T2和T3效果最好,与CK相比,草莓植株的叶柄长最高增加7.01%,分支数最高增加10.34%,叶面积最高增加7.80%,冠幅最高增加12.85%,有效叶片数最高增加6.73%;餐厨发酵物料在草莓品质改善方面有显著作用,与CK相比,T1—T5草莓单株产量最高增加11.14%,平均单果重最高增加6.27%,可溶性糖含量最高增加4.11%,可溶性固形物增加最高3.71%,VC含量最高增加25.52%。主成分分析法对草莓生长、产量和品质指标进行综合得分评价结果表明,T3处理配方（餐厨发酵物料30%、草炭35%、珍珠岩17.5%和蛭石17.5%）的效果最...     

不同蛋白酶水解模拟餐厨垃圾优化工艺研究

[目的]研究不同蛋白酶水解模拟餐厨垃圾的优化工艺。[方法]通过单因素试验,用牛肉模拟餐厨垃圾,研究了木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶水解牛肉的优化工艺。[结果]较其他几种酶,胰蛋白酶水解效果最好,水解度最大可达到74.18%。胰蛋白酶水解的最适条件:酶用量2%,pH 7.5,固液比为1∶60,水解时间2 h,水解温度50℃。[结论]该研究为解决餐厨垃圾的同源性污染问题打下了基础。     

城市餐厨垃圾厌氧消化液对番茄产量和品质的影响

[目的]研究城市餐厨垃圾厌氧消化液对番茄生长及产量、品质的影响。[方法]以番茄品种无限大果T-63为试验材料,在田间试验中设置不同叶面施肥配方。[结果]不同配方叶面肥均可促进番茄植株生长,但喷洒餐厨垃圾厌氧消化液的效果最好,其番茄植株地上部分与地下部分干重均为各处理组最高。餐厨垃圾厌氧消化液处理组的番茄平均单果重达到101．4g,相比对照增加了16．27％,同时显著提高番茄品质,番茄Vc含量达到264．78mg／kg,高出对照组17．76％。[结论]城市餐厨垃圾厌氧消化液在番茄叶面施肥中具有较好的应用前景。     

油脂浓度对餐厨废弃物厌氧消化特性的影响

[目的]研究油脂浓度对餐厨废弃物厌氧消化特性的影响。[方法]在中温条件下,采用批式试验研究了不同油脂浓度(15%、20%、25%、30%和35%TS)对餐厨垃圾中温厌氧消化过程中甲烷日产气量、累积产气量及发酵液中p H、氨氮、碳酸氢盐碱度和总有机酸的变化规律。[结果]油脂浓度为25%TS时,餐厨垃圾的累积甲烷产量最高,为606.0 m L/g VS;发酵液中总有机酸和碳酸氢盐碱度(VFA/TIC)均小于0.4,维持了较强的缓冲能力。动力学模型参数表明,油脂浓度越高,餐厨垃圾厌氧消化启动阶段的延滞期越长,油脂浓度为35%TS时的延滞期比35%TS时的延滞期延长了4.4 d。[结论]油脂浓度为25%TS时,获得最大甲烷产量(606 m L/g VS)。     

餐厨垃圾水解酸化性能的研究

采用批式进料方式,研究了不同进料负荷和不同接种量时餐厨垃圾水解酸化的效果,探索了酸化阶段发酵液中的pH、VFA含量和产物中主要成分的变化规律.结果发现,不同有机负荷进料时水解酸化过程在前4d基本完成,反应后期有机负荷不同,发酵类型也有所不同.40 g（TS）/L负荷进料时水解酸化效果比较好,水解酸化产物中主要成分为乙醇和乙酸,乙醇和VFA含量高.餐厨垃圾在接种率为30％时,反应能够获得目标酸化产物乙醇和乙酸,比不接种和接种率为50％时效果明显要好.     

添加沼渣对餐厨垃圾堆肥腐殖化过程的影响

为探讨添加沼渣对餐厨垃圾堆肥腐殖化过程的影响,设计餐厨垃圾∶沼渣的干基比例分别为4∶0 （T1）、3∶1 （T2）和1∶3 （T3）3个处理,以水稻秸秆作为辅料进行条垛式堆肥。通过测定堆体温度、干物质含量、种子发芽指数以及总氮、总有机碳、胡敏酸和富里酸含量,分析堆体的物料降解、腐殖化程度、碳氮损失和堆肥品质等。结果表明：随着沼渣比例的增加,堆肥的有效积温比、腐殖质聚合度、腐殖化指数均上升; 50 d完成堆肥时,T2处理具有最高的干物质降解率（37.16%）、氮含量（23.89 g·kg^-1）和种子发芽指数（90.59%）,并具有较高的有效积温比（63.73%）、腐殖质聚合度（0.84）和腐殖化指数（7.78%）。研究发现,添加沼渣提高了餐厨垃圾堆肥高温期发酵效率,强化了堆肥腐殖化作用,同时也增加了碳、氮损失。     

大型餐厨垃圾处理厂沼液处理工艺的运行效果分析

[目的]本文通过现场调研代表性餐厨垃圾处理厂沼液处理工艺的生化效果,为已建成或待建的餐厨垃圾处理厂沼液达标处理工艺的选择或优化提供技术支撑。[方法]以河北省某大型餐厨垃圾处理厂沼液净化工艺"二相固液分离→气浮→混凝沉淀→生化处理→膜处理"为对象,通过测定该系统各单元出水水质指标,分析现行处理工艺存在的主要问题及其原因,在此基础上提出工艺改进建议。[结果]该餐厨沼液是一种高悬浮固体(SS)(26 400 mg·L~(-1))、高化学需氧量(COD)(29 440 mg·L~(-1))、高氨氮(3 512 mg·L~(-1))、高磷(433 mg·L~(-1))和高盐分(14 100 mg·L~(-1))的有机废水,由于其高浓度的污染负荷(特别是SS与NH~+_4-N)使现行工艺各单元对污染物(NH~+_4-N、TN、COD)的消减效果均很差,经过常规物化与生化处理后,NH~+_4-N、COD、TN、总磷(TP)和SS累积去除率分别为74.5%、89.5%、67.7%、97.7%和97.1%,其最终出水含量分别是895、3 100、1 246、9.89和760 mg·L~(-1),分别是设计出水标准的29.8、10.3、17.8、2.0和3.3倍,色度高达200(呈红褐色)。[结论]该工艺因生化单元内微生物活性极低甚至丧失活性,基本没有发挥正常降解COD和脱氮除磷的作用。SS和氨氮等去除不理想导致生化池进水污染负荷较高,是生化效果差的主要原因。为提高现行工艺特别是生化单元的净化效果,需彻底去除进水SS和大幅降低NH~+_4-N浓度,适当扩大生化池容积,提高沼液的可生化性,恢复生化池菌密度及活性。