牛粪添加量对餐厨垃圾厌氧消化的影响

文章以餐厨垃圾和牛粪为原料,在餐厨垃圾16 g VS·L~(-1)的条件下,添加牛粪调节原料中餐厨垃圾与牛粪VS质量比为3∶1,2∶1,1∶1,1∶2和1∶3进行混合发酵,研究牛粪添加量对餐厨垃圾厌氧消化过程和产气效果的影响。结果表明,单独厌氧消化时,餐厨垃圾沼气产率和甲烷产率均显著高于牛粪。混合发酵时,消化过程中pH值先下降后上升,随着牛粪添加比例的提高,pH值下降程度变小,恢复上升速度加快;甲烷产量显著上升,但甲烷产率显著下降。餐厨垃圾和牛粪混合消化的甲烷产量均高于对应质量餐厨垃圾和牛粪单独厌氧消化产量之和,当牛粪的添加比例为2∶1时,甲烷产量提高效果最显著,提高率达到52.4%。可见,添加牛粪与餐厨垃圾进行混合厌氧消化可以增强消化体系的稳定性,提高厌氧消化效率。     

甘蔗叶添加对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响

为研究餐厨垃圾各组分的厌氧消化性能,试验将餐厨垃圾分为果蔬类、主食类、肉类与混合餐厨分别进行厌氧发酵实验。结果表明,果蔬类餐厨产气最快,主食类餐厨产气峰值最大,混合餐厨累积产气量最大、产气性能最优;肉类、果蔬类、主食类和混合餐厨的单位干物质产气量分别为201.24,343.63,418.40和436.71 mL·g~(-1)TS。为提高餐厨垃圾的厌氧消化性能,解决我国南方大量甘蔗叶废弃、焚烧等引起的污染问题,文章以餐厨垃圾为主要发酵原料,研究添加甘蔗叶对餐厨垃圾中温厌氧发酵的产气特性,pH值,TS和VS去除率等参数的影响,寻求最佳的甘蔗叶添加量配比。结果表明,甘蔗叶添加后与餐厨垃圾发生协同作用,可以促进厌氧发酵,提高产气量,产气过程相对比较平稳;混合物料的累积产气量随甘蔗叶所占比例的降低而先升高后降低,当餐厨垃圾与甘蔗叶干物质比为4∶1时产气性能最佳,单位干物质产气量达到452.67 mL·g~(-1)TS,TS和VS去除率比纯餐厨垃圾分别提高了6.43%和11.98%。     

厨余垃圾填埋产气过程实验模拟研究

研究垃圾填埋产气规律对合理预测垃圾填埋产气量及进行垃圾填埋气回收利用有着重要意义。本文针对我国生活垃圾以厨余为主的特点,选择厨余垃圾在厌氧模拟反应器中进行填埋降解产气过程模拟实验。实验取两个柱形模拟反应器,分别使用未经pH调节和经过pH调节的渗滤液进行回灌。实验结果表明,对回灌的渗滤液进行pH调节对促进垃圾降解产气有比较明显的作用。本文还讨论了调节pH值对垃圾填埋产气的影响机理。     

基于pH值调控的厌氧酸化产物分布及微生物群落特征研究

针对果蔬和餐厨垃圾等易降解有机固体废弃物厌氧消化过程的酸化问题,国内外学者通常采用两相厌氧工艺替代传统的单相厌氧工艺。为进一步提高两相厌氧工艺的高效性和稳定性,文章考察了不同pH值(4.0,5.0和6.0)条件下有机物厌氧酸化产物分布情况和调控效应;并对稳定形成的产酸微生物群落结构进行了分析。结果表明,pH值控制能明显提高反应器酸化率;pH值为5.0和6.0时反应器酸化率较高,其最高值均超过70%,前者酸化产物以乙醇、乳酸和乙酸为主,后者则出现有大量丙酸(约占总产酸量50%),因此,pH值控制为5.0有望作为有机物产酸相的优选条件。pH值为5.0时形成的优势水解酸化菌属主要有Lactobacillus(8.9%),Prevotella(32.0%),Bifidobacterium(22.4%),Clostridium(22.3%)和Sporolactobacillus(11.4%),且优势菌属的典型代谢途径与实验过程中产物分布特征具有很好的一致性。     

预均化堆放沼气干法发酵在大型垃圾堆放场的应用简介

采用预均化堆放垃圾沼气干法发酵是对城市垃圾和农业废弃物进行快速处理的有效办法。在对大量有机废弃物堆放之初,先把原料的pH值,C/N,温度等因素做初步调节、控制,然后再进行预均化堆放,采用保温复膜厌氧技术快速处理大量有机废弃物快速高效发酵产气。沼气经过简单的提纯处理可以并入城市燃气管网、或用来发电。远离燃气管网的地方沼气液化亦能让从业者获得可观的经济效益。     

餐厨垃圾中的不同组分厌氧消化特性研究

为了探讨餐厨垃圾中各类组分的厌氧消化特性,对比其产气效率的高低,该试验对餐厨中的4种主要组成成分进行了中温厌氧消化研究。通过对比4种组分的累计产气量、每克挥发性固体的产气率、甲烷含量及消化液pH值的变化,研究餐厨垃圾不同组分厌氧消化的效率。结果表明:厌氧消化产气性能较好的组分为油脂类及蛋白质类,其次为碳水化合物类,最差的组分为蔬菜类。每克挥发性固体(VS)的累计产气量最高的为油脂类,达到了454 mL·g-1VS;最低的为蔬菜类,只有215 mL·g-1VS。4种餐厨组分在厌氧消化过程中所产沼气中的气体组成及含量差异不大,甲烷的含量均在45%～65%之间变化。在整个45 d的厌氧消化期间,各组分消化液的pH值基本保持稳定。     

餐厨垃圾厌氧发酵连续产氢产甲烷的试验研究

餐厨垃圾中有机物含量高,是理想的厌氧发酵底物。文章从接种菌来源和p H值角度,研究餐厨垃圾厌氧发酵连续产氢产甲烷的可行性,以期提高餐厨垃圾资源化利用率。结果表明,餐厨垃圾产氢阶段100℃处理30 min以沼渣和厌氧消化污泥为来源的接种菌,有利于氢气产生和提高产生气体中氢气浓度,且沼渣比污泥产气效果好,调节发酵p H值于4.5~5.5有利于氢气发酵。产氢残留物厌氧发酵产甲烷阶段,调节发酵p H值于7.0~7.5有利于沼气发酵。产氢阶段以沼渣为菌源的连续产甲烷阶段产生气体量及产生气体中甲烷浓度比以污泥为菌源的厌氧发酵效果好。     

不同配比牛粪与农村生活废弃物混合发酵的产气潜力研究北大核心

在恒温35℃和发酵液TS为8%的条件下,研究了不同配比(TS质量比分别为1∶9,3∶7,5∶5,7∶3和9∶1)奶牛粪和果蔬废弃物、奶牛粪和餐厨垃圾以及肉牛粪和果蔬废弃物混合发酵的产气效果。结果表明,累计产气量和TS产气量最高的是配比为5∶5的奶牛粪和餐厨垃圾,分别达20702 mL和259 m L·g^(-1),最低的则是配比为3∶7的奶牛粪和餐厨垃圾,分别仅为1173 m L和15 m L·g^(-1)。发酵过程中牛粪与生活废弃物以5∶5,7∶3和9∶1配比混合发酵的pH值均维持在6.0~7.5之间,厌氧发酵累计产气量均较高;而配比为1∶9和3∶7时,发酵过程中pH值几乎均低于5.5,厌氧发酵受到明显抑制。因此,在牛粪与生活废弃物混合发酵时,增加牛粪比例可提高厌氧发酵的累计产气量和发酵液中pH值的稳定性。     

城市生活垃圾特性及其厌氧消化产甲烷潜能研究

文章以城市生活垃圾为原料,对比分析城市生活垃圾快速好氧发酵预处理前后理化特性的变化,并通过批式厌氧消化实验对预处理前后的厌氧消化产甲烷潜能进行了对比研究。结果表明,经过快速好氧发酵预处理,城市生活垃圾pH值升至7.86,C/N下降至30~35,碱度出现明显增加,易降解有机物部分降解,难降解有机物的百分含量增加。厌氧消化阶段,未处理和预处理城市生活垃圾中有机物单位VS累积产甲烷量分别为265.0~301.6 mL·g-1VS和308.3~358.4 mL·g-1VS,预处理垃圾单位VS累积产甲烷量比未处理高16.34%~18.83%;未处理和预处理城市生活垃圾中有机物VS去除率分别为75.87%~81.19%和81.28%~88.00%,预处理垃圾VS去除率比未处理高5.41%~6.81%。     

进料负荷对中试规模餐厨和果蔬混合厌氧消化的影响

餐厨和果蔬垃圾作为城市生活垃圾的主体,产量巨大,其高含水率的特点给传统的垃圾处理方法带来极大压力。中试规模下将餐厨和果蔬垃圾按质量比8∶5混合后进行两相厌氧消化研究。在产甲烷相有机负荷为1,2,3 kgVS·m-3d-1时,系统pH值始终维持在7.0~7.3之间,产气性能良好,负荷产气量和VS去除率分别为0.97,0.78,0.72 m3·kg-1VS和84%,87%,83%。当产甲烷相负荷升至4 kgVS·m-3d-1时,由于进入产甲烷相的有机酸含量迅速增加,造成了有机酸的积累,pH值降至6.8以下,系统产气性能受到抑制,负荷产气量和VS去除率分别降至0.51 m3·kg-1VS和76%。研究发现:中试规模下,餐厨和果蔬混合厌氧消化在低负荷下可有效避免有机酸的积累,得到较高的沼气产量;高负荷下系统稳定性被破坏,导致沼气产量大幅降低。     

EGSB反应器的动力学模型研究(1)--模型的建立

本文基于Monod方程，对膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器建立了动力学模型。该模型将厌氧体系中的微生物简化为两大类，即产酸菌和产甲烷菌，并考虑了其生长和衰亡的动力学过程；将厌氧消化过程简化为碳水化合物的发酵产酸、挥发性脂肪酸产甲烷两个子过程；还引入了厌氧缓冲体系中的各类物化平衡；在已知进水水质和有关运行参数的条件下，模型可以预测出EGSB反应器出水COD和VFA浓度、反应器内部pH值和碱度变化、沼气产量及气相组成。     

餐厨垃圾的干式厌氧消化处理技术初探

本文介绍了餐厨垃圾干式厌氧消化基本工艺,详细讨论了温度、TS、搅拌、接种物、碳氮比、有机负荷、pH值、碱度和VFA以及盐分对干式厌氧消化的影响,并提出了餐厨垃圾干式厌氧消化工艺今后的研究方向和开发前景。     

城市有机垃圾厌氧干发酵菌群与代谢产物特性研究北大核心

文章以城市有机垃圾为原料,采用一次投料批式中温(37℃)厌氧发酵工艺,分析了厌氧干发酵过程中主要菌群,包括厌氧产酸菌、厌氧氨化菌、产甲烷菌和厌氧纤维素降解菌的数量变化及代谢产物的特性。结果表明:厌氧菌中产酸菌和氨化菌最先增殖,产酸菌先于氨化菌达到最大值并占据优势地位。产甲烷菌在启动阶段初期基本没有增殖,第25 d左右达到最大值3.25×10~9个·m L^(-1),随后产甲烷菌在整个盛产期数量维持在这一数量级上。厌氧纤维素降解菌菌数呈现缓慢增长的趋势,直到投料的第45 d才增加到10~6个·m L^(-1)。了解发酵过程中菌群间的作用及代谢产物的特性,协调各微生物的稳定生长,是保证沼气发酵正常运行的必要条件,本试验为城市有机垃圾的无害化处理和资源化利用奠定基础。     

利用微电极技术研究厌氧颗粒污泥内部的微环境

文章分别以蔗糖、乙酸和丁酸为进水唯一碳源,运行3个UASB反应器,当反应器稳定运行后,采用自制氢离子选择性液膜微电极对3种厌氧颗粒污泥进行内部pH值梯度分析,并对厌氧颗粒污泥进行了多种测试底物的产甲烷活性分析和16S rDNA测序分析。结果表明,采用微电极技术可以准确测定厌氧颗粒污泥内部的pH值梯度,并推断微生物种群的空间分布,所得结果与产甲烷活性和16S rDNA测序分析结果相一致,说明微电极技术可作为厌氧颗粒污泥内部微环境分析和微生物种群空间分布研究的有力工具。     

城市垃圾渗滤液厌氧消化试验研究

文章通过试验分析30℃条件下城市垃圾渗滤液的沼气发酵潜力。试验以垃圾渗滤液为发酵原料,实验室长期驯化的秸秆类厌氧活性污泥和猪粪为接种物,在30℃条件下,进行批量式沼气发酵试验。结果表明:接种物的种类和性质影响垃圾渗滤液的厌氧消化过程。以秸秆类厌氧活性污泥作为接种物,城市垃圾渗滤液的原料产气率为0.80 m L·g~(-1)COD,COD降解率为78.83%,氨氮含量提高了1.38倍,总磷含量有所下降,降解率为9.7%。但以长期驯化的猪粪为接种物,垃圾渗滤液厌氧消化过程发生酸化,不能成功启动。     

有机固体废弃物渗滤床高温干式厌氧发酵的中试研究

本研究以有机固体废弃物为对象,采用高温渗滤床干式厌氧发酵技术对其进行处理。将经过简单人工预处理的餐厨垃圾和果蔬垃圾,在自制的厌氧发酵装置内进行高温干式厌氧发酵,研究了有机固体废弃物发酵过程中的沼气累计产量、日产气量、pH值变化、氧化还原电位变化、COD变化、VFA变化、氨氮变化以及碱度的变化。结果表明,有机固体废弃物用渗滤床厌氧发酵工艺处理是可行的;减量化效果很明显。该研究为有机固体废弃物的大规模资源化利用提供了设计依据。     

杭州天子岭餐厨垃圾厌氧消化沼气项目案例研究

厌氧消化技术可以有效降解餐厨垃圾中的有机组分,同时回收毛油和生物质能(沼气),是一条环境友好、可持续发展的绿色之路。文章对杭州天子岭餐厨垃圾厌氧消化项目进行介绍,并监测分析了100天的稳定运行数据,包括TS浓度,COD,沼气产量,pH值及脱硫效率等。该项目日处理餐厨垃圾200 t,容积负荷3.5 kg COD·m~(-3)d~(-1),COD降解效率为86.9%±1.9%,日产沼气13500 m~3,同时可回收2.5%的毛油,具有很高的环境效益和社会效益。     

添加剂对新疆餐厨垃圾厌氧消化性能的影响

为探究添加矿物质对新疆餐厨垃圾厌氧消化性能的影响，设置4个处理，以餐厨垃圾为对照，分别添加膨润土、硅藻土、沸石粉进行厌氧消化性能的对比试验。结果表明：3种添加剂均能显著提高餐厨垃圾的产气量及产气率，对厌氧消化产气的贡献大小次序为：膨润土>硅藻土>沸石粉。不同添加剂与对照的厌氧消化试验相比，甲烷的含量差异不大；添加剂能显著提高产气量、产气率，并抑制餐厨垃圾酸化反应的过程，有效稳定消化液的pH值。     

复合菌剂启动餐厨垃圾推流工艺(PFR)堆肥化过程中的微生物群落动态解析

好氧堆肥是我国餐厨垃圾资源化的主要方法,微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对其启动微生物及不同工艺单元微生物群落结构的研究较少。通过对比有无菌种启动发酵体系,并分析各工艺单元的微生物多样性与群落结构,为改进餐厨垃圾资源化处理技术、提高资源利用效率提供科学依据。该研究采集中源创能餐厨垃圾处理厂的各个工艺单元及出料样品,以无菌系发酵为对照,采用Miseq高通量测序技术,研究启动菌剂对各工艺单元菌群组成、丰度、优势菌群的影响。结果表明:1、餐厨底物经复合菌种发酵后微生物多样性在不断增加(香农指数各个单元的变化规律为2.69—2.81—3.39),而无菌系启动的发酵体系微生物多样性并无显著增加,且杂乱无规律。2、主成分分析表明复合菌系启动下,前两个仓的样品聚类到了一起,说明发酵体系需要一个短暂的适应期。3、在门水平上,复合菌种发酵体系中Firmicutes(厚壁菌门)始终占优势地位,其次是变形菌门,而无菌种发酵体系中Proteobacteria(变形菌门)为优势菌门,Firmicutes(厚壁菌门)次之,在属水平上,复合菌种发酵体系的优势菌属为Lactobacillus(乳杆菌)和Exiguobacterium(微小杆菌),而无菌种发酵体系的优势菌属为Ignatzschineria(依格纳季氏菌属)和Lactobacillus(乳杆菌)。4、经过KEGG功能注释后发现两体系均由碳水化合物运输代谢和氨基酸转运代谢占主导,系相同的餐厨底物所致。该研究明确了典型复合菌剂启动下的餐厨垃圾好氧堆肥处理工艺单元的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。     

H_2O_2用于沼液回用预处理的研究

餐厨垃圾厌氧消化产生沼气的同时会产生大量的沼液,沼液成分复杂,已成为限制厌氧消化工程大规模应用的瓶颈之一,其处理一直受到广泛关注。试验采用H_2O_2作为氧化剂,研究H_2O_2对餐厨垃圾沼液COD的氧化去除效果及预处理后对厌氧消化的影响。通过单因素试验确定过氧化氢投加量、初始pH值、反应时间对COD去除的影响。之后通过正交试验进行分析,结果表明,各因素对沼液COD去除效果的影响程度为:初始pH值过氧化氢投加量氧化时间。当过氧化氢投加量为60.00 g·L-1,初始pH值为3.5,氧化时间为50 min时,COD去除效果最佳,达到48.37%。沼液经H_2O_2预处理后回用于餐厨垃圾厌氧消化系统未产生抑制。