餐厨垃圾厌氧发酵制氢技术的研究进展

餐厨垃圾厌氧发酵制氢技术实现了城市固体废弃物向清洁能源的转化,有利于餐厨垃圾的资源化利用。本文介绍了厌氧发酵制氢机理,从产氢菌、工艺运行参数和抑制因子三方面讨论了餐厨垃圾发酵过程的影响因素。餐厨垃圾发酵制氢工艺已达到中试试验规模,但如何实现该工艺的高效稳定连续运行仍是研究热点。     

餐厨垃圾猪粪混合厌氧发酵研究

为解决我国餐厨垃圾污染环境,资源化利用程度低的问题,本研究通过试验将餐厨垃圾与猪粪混合发酵。得到餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳原料比例为1:1.5,得到餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳搅拌频率为60r/min,餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳温度为38°C,餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳时间为10h,餐厨垃圾与猪粪混合厌氧发酵的最佳pH为7。为我国餐厨垃圾资源综合利用提供参考。     

餐厨垃圾与牛粪混合厌氧发酵产沼气研究

为了解决餐厨垃圾单独发酵时容易发生酸化等问题,以餐厨垃圾和牛粪为原料,在35℃下,采用批式厌氧发酵方法,研究了不同餐厨垃圾和牛粪配比对混合厌氧发酵效率的影响。结果表明,餐厨垃圾和牛粪比例为3∶1时反应效果最好,累积产气量为3 750.5 m L,是餐厨垃圾单独厌氧发酵(T6)产气量的3倍,气体甲烷含量可达52.1%。反应后期消化液的p H保持在7.3~7.5,没有发生酸化现象;氨氮浓度保持在2 000~2 200 mg/L;辅酶F420最大值为0.72。而餐厨垃圾单独厌氧发酵时发生酸化效应,反应运行失败。由以上结果可知,混合发酵有利于厌氧发酵的进行,用混合发酵方法处理餐厨垃圾可以提高餐厨垃圾厌氧发酵效率。     

以沼渣和牛粪接种餐厨垃圾厌氧发酵效果研究

随着社会发展,餐厨垃圾产量逐年增加,亟需寻求一种综合处理餐厨垃圾的技术。运用厌氧发酵处理餐厨垃圾转化为清洁能源沼气,对于解决我国日益严重的餐厨垃圾污染问题具有十分重要的意义。以沼渣和牛粪接种餐厨垃圾厌氧发酵效果研究结果表明,采用沼渣沼液和新鲜牛粪接种餐厨垃圾,发酵产气效果良好,40℃条件下产气周期为15 d。可缩短发酵周期,提高产气效率,为餐厨垃圾资源化处理提供理论参数和技术指标。     

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。     

高温蒸煮除油对餐厨垃圾厌氧消化的影响

[目的]探讨高温蒸煮除油对餐厨垃圾性状及厌氧发酵的影响。[方法]在37℃条件下,通过批式试验分析不同温度蒸煮去油后的餐厨垃圾厌氧消化产气潜力。[结果]蒸煮除油处理提高了餐厨垃圾的sCOD、溶解性糖、溶解性蛋白的水解;未加热处理餐厨垃圾、110℃、120℃及130℃蒸煮除油后餐厨垃圾的单位挥发性固体(VS)产气潜力分别为766、578、624和646 ml/g;随着蒸煮除油温度提高,餐厨垃圾厌氧发酵的总固体(TS)和VS降解率增大。[结论]蒸煮除油可提高餐厨垃圾的水解效果,有利于提高产气潜力。     

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。     

餐厨垃圾发酵制备肥料专利技术分析

餐厨垃圾在储存过程中极易腐烂变质,散发恶臭,容易传播细菌和病毒。目前,餐厨垃圾带来的环境问题和社会问题引起国内外的广泛关注,推动餐厨废弃物资源化利用,化害为利已经是发展循环经济的重要内容。本研究对近年来发展起来的餐厨垃圾发酵制备肥料的专利技术进行总结分析,从好氧发酵、厌氧发酵及好氧厌氧综合发酵的角度,梳理餐厨垃圾发酵制备肥料的方法,对于餐厨垃圾减量化、无害化、资源化处理提出部分拙见,以期使餐厨垃圾资源化的利用程度达到最大化。     

中国厨余垃圾厌氧发酵的改良及资源化应用进展

随着我国垃圾分类的实施,大量餐厨垃圾集中产生,亟需合适、高效的处理技术。近年来,厌氧发酵成为我国处理厨余垃圾的主要措施之一。本文阐述了我国厨余垃圾特点,总结了厨余垃圾厌氧发酵的几种改良措施,包括预处理、协同发酵、两相厌氧发酵和外源添加剂,同时介绍了厌氧发酵的应用现状,以期为我国厨余垃圾的资源化处理提供理论支撑。     

零价铁驯化污泥对餐厨垃圾厌氧消化产甲烷的影响

以餐厨垃圾为基质,在中温(37±1)℃条件下进行单相厌氧发酵。污泥驯化过程中以半连续和间歇两种方式投加餐厨垃圾和零价铁混合物(零价铁投加量为餐厨垃圾的0.1%),考察不同驯化方式下的零价铁对餐厨垃圾厌氧消化产甲烷潜能的影响。结果表明,用2.5 g/(L·d)餐厨垃圾+2.5 mg/(L·d)零价铁驯化后的厌氧污泥在2.5 g/(L·d)餐厨垃圾的半连续培养过程中,反应器平均日产甲烷率较对照组提高了17.74%;而以间歇方式培养时,即在用50 g/L餐厨垃圾+50 mg/L零价铁驯化后的厌氧污泥中一次性投加50 g/L餐厨垃圾,其平均日产甲烷率较对照组降低了9.97%。因此,在半连续式驯化方式下,零价铁更有利于提升餐厨垃圾单相厌氧消化的稳定性和产气率。     

不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响

【目的】探索不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响,为餐饮废弃物最大资源化利用提供理论依据。【方法】用环境监测布点法检测陕西杨凌餐饮废弃物的有机成分含量,根据检测结果,采用农业部西北沼气分中心自行设计的厌氧发酵装置,选取产气量和甲烷含量作为指标,于55 ℃下考察不同原料配比对餐饮废弃物厌氧发酵的影响。【结果】各处理组产气特征差异明显。发酵第1～3天,第6组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=3∶4∶3)累计产气量最高,为5 410 mL,第11组最低,为3 150 mL;发酵第2天,第3组(m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=2∶4∶4)甲烷含量最高,为16.7%,第29组最低,为1.3%。发酵总过程中第10组的累计产气量、产气率和稳定产气阶段甲烷含量最高,分别为8 400 mL、140.94 mL/g和49.9%,表明餐饮废弃物高温厌氧的最佳原料配比为m(米饭)∶m(餐巾纸)∶m(熟肉)=4∶4∶2。【结论】确定了餐饮废弃物高温厌氧发酵中不同原料的最优配比,通过合理调控初始配比,可以实现对餐饮废弃物资源的最大化利用。     

厌氧消化技术在农村生活污水处理中的应用

随着全国农村人居环境整治的推进,农村生活污水治理越来越受到重视,亟需根据农村地区的特点和当地水环境容量,优选适宜的处理技术。厌氧消化技术因为运行管理简单、处理费用低而被国内外视为适合农村地区的低成本、低维护处理技术,已在农村生活污水处理中得到了广泛应用。本文综述了化粪池、农村户用沼气池、生活污水净化沼气池、厌氧滤池、组合处理工艺等厌氧消化技术在农村生活污水处理利用中的研究与应用现状,并从建设目标、工艺过程、停留时间、进水浓度、出水水质、建设投资、运行成本等方面对几种厌氧消化技术进行了对比和总结,最后对厌氧消化技术在农村生活污水处理中的应用提出建议。     

畜禽粪便中残留抗生素对厌氧消化影响的研究进展

厌氧消化技术处理畜禽粪便,既可以减少环境污染,又能够实现废物无害化、资源化。但畜禽粪便中残留的抗生素对厌氧菌的活性有很大影响,进而影响厌氧消化效果。目前含抗生素类畜禽粪便的厌氧消化处理的可行性受到广泛关注。概述了抗生素在畜禽养殖业中的应用现状和潜在危害,分析了抗生素对厌氧消化产气效果和微生物种群的影响及抗生素的厌氧降解情况,并对今后的研究重点和研发方向提出建议和展望,以期为含抗生素类畜禽粪便厌氧消化处理提供理论支持。     

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。     

废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气的研究进展*

本文针对废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气的研究及应用情况,以及应用过程中存在的问题及对策等方面进行了阐述,以探讨废弃花卉秸秆厌氧消化产沼气的可行性和工程应用前景,废弃花卉秸秆作为优质的沼气发酵原料,具有较大的开发利用价值,其沼气化利用在未来将是一个重要利用方式。     

分级分相厌氧消化工艺的研究现状

厌氧消化是污泥处理的主要途径之一,分级分相厌氧消化工艺因产酸相和产甲烷相的分离而具有一系列的特点和优势。从污泥的停留时间、TOCD的去除率、COD去除率、应用范围等多角度对分级分相厌氧消化工艺进行了系统的分析。对最新的研究成果进行了总结,并对其在未来污泥处理中的应用前景进行了讨论。     

添加蚯蚓粪对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响

以餐厨垃圾为研究对象,在(37±1)℃的条件下,研究了蚯蚓粪的5种不同添加量对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响,并考察了在这过程中pH、溶解性化学需氧量(SCOD)、挥发性脂肪酸(VFAs)、总磷(TP)和产气量的变化规律.研究结果表明:当蚯蚓粪的添加量(w,均以湿基计)为0、3%、6%、9%、12%、15%时,餐厨垃圾厌氧消化系统的累积产量分别为14 700、16 074、15 702、16 056、16 414和16 485 mL,产气率分别达到466.35、504.84、488.02、494.03、499.67、496.69 mL.g-1,与不添加蚯蚓粪相比产气率分别提高了8.25%、4.60%、5.93%、7.14%和6.51%,其中当添加量(w)为3%时对餐厨垃圾厌氧消化效果最明显.研究还发现,蚯蚓粪的添加能显著提高各处理的pH和餐厨垃圾的水解酸化速率.可见,添加蚯蚓粪有助于抑制VFAs的累积,使pH更稳定,从而提高沼气产量.     

两相厌氧消化固体有机废弃物的水解酸化规律

对两相厌氧固体床反应系统(APS)处理过程中的水解率和酸化率进行了试验与分析。结果表明:对混合废弃物和厨余废弃物进行厌氧消化时,甲烷化反应器对渗滤液中挥发性脂肪酸(VFA)的降解率分别为73%和90%,说明有机物转化为VFA更易于被降解;固体床反应器渗滤液中的水解率在消化的第1天分别达到62%和58%,随后逐渐上升,到第4天以后均超过75%并保持稳定;酸化率在消化的第1天分别达到5%和20%,之后逐渐增加至42%和32%,说明水解酸化反应的前12d,水解反应占主导地位置,酸化反应随着消化时间的延长而增强,水解酸化相可以有效地对基质进行水解和酸化,为甲烷化相提供良好基质。APS系统中4个固体床并联使用为甲烷化反应器提供了稳定的基质,同时,利用甲烷化反应器的出水对固体床进行回流冲洗可进一步促进固体床中有机物的分解。     

两相厌氧发酵过程监控系统的设计

 厌氧发酵过程是一个复杂的微生物代谢过程,在去除污染物的同时还产生沼气,因此具有较强的实际应用价值。随着发酵工业生产规模的不断扩大,迫切要求对厌氧发酵过程进行实时监控和优化。LabVIEW在发酵过程的在线监测与自动化控制领域已经有了一些成功的应用。本文介绍了一种基于LabVIEW的两相厌氧发酵过程的在线监测与控制系统的设计。详细介绍了在线监控系统的结构和硬件构成,以及各个功能模块实现的关键技术。此系统利用LabVIEW虚拟仪器作为软件开发平台,结合多功能数据采集卡、传感器和各类执行机构,实现了厌氧发酵过程中各参数的采集、处理、存储和自动调控。试验表明：该系统运行稳定、能较好地实现发酵过程的监控与优化。     

剩余污泥厌氧消化过程重金属形态转化及生物有效性分析

为研究污泥厌氧消化过程中物理化学性质的变化对典型重金属形态转化的影响,对其农用的可行性及生物有效性进行评估,对取自某城市污水处理厂的剩余污泥进行了序批式厌氧消化实验,在试验过程中测定了污泥理化学性质,采用Tessier分步提取法提取了污泥样品中的典型重金属,并采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)测定各形态重金属含量及总量.结果表明,厌氧消化过程中重金属的形态发生了显著变化,由不稳定态向比较稳定的残渣态和有机结合态转变,某些重金属形态与污泥理化性质如pH、碱度、VS/TS及氨氮显著相关.厌氧消化可以有效地降低污泥中重金属的潜在迁移能力和生物有效性,经厌氧消化后污泥可以更好地进行土地利用.