餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷综述

针对餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷过程,从工艺参数、工艺应用等方面阐述了国内外进展,并对餐厨垃圾厌氧发酵技术的规模化应用提出今后的研究方向。     

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,本研究将餐厨垃圾与新鲜猪粪混合发酵,以测定其生产甲烷的最佳条件。结果表明,餐厨垃圾与新鲜猪粪混合厌氧发酵的最佳原料比例为1∶1.5,最佳搅拌频率为60 r/min,最佳发酵温度为38℃,最佳发酵时间为10 h,最适pH值为7。     

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。     

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。     

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。     

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。     

餐厨垃圾与香根草联合厌氧发酵产沼气工艺优化

为获得餐厨垃圾与香根草(Vetiveria zizanioides L.)联合厌氧发酵产沼气最优发酵工艺,本研究采用Plackett-Burman实验考察活性底泥接种量、餐厨垃圾占总固体的百分比、香根草粒径、总固体含量和装罐率5个因素对CH4产量的影响。结果表明,餐厨垃圾占总固体的百分比、香根草粒径和总固体含量对CH4产量影响显著(P0.05)。采用单因素实验逼近最大响应区间,利用Box-Behnken响应面法对上述3种主要影响因素进行分析。得到优化后工艺为:活性底泥接种量10%、餐厨垃圾占总固体的百分比40.13%、香根草粒径8.71mm、总固体含量12.45%和装罐率85%。按照该工艺进行3组平行验证实验,经优化后CH4产量提高了46.03%,CH4产量达到19 006mL,模型理论值与实际值误差为1.27%。     

餐厨垃圾与饲料化

本文对国内外餐厨垃圾饲料化方面情况、餐厨垃圾的现状和在水产养殖方面的应用做了简要的论述。     

餐厨垃圾可变生物饲料原料

脏兮兮的餐厨垃圾经一系列的工艺技术,变成了“干干净净”的复合生物蛋白原料。最近,由浙江宁波开诚生态技术有限公司等单位研发的这一“餐厨剩余物复合生物蛋白原料生产技术”项目通过专家组验收。     

餐厨垃圾中高温厌氧发酵的产沼动力学模拟及比较研究

通过批式试验研究了中温和高温2种工艺温度下餐厨垃圾厌氧发酵沼气产率及其动力学特征。结果表明:试验第33天,中温和高温处理系统比沼气产率分别达到706.14L/kg、897.80L/kg。Transference模型、修正的Gompertz模型和修正的Logistic模型均可以用来模拟餐厨垃圾中高温发酵产沼动力学过程,其中Gompertz模型具有更高的拟合度(R20.99),预测值与实验观测值之间的吻合程度更高(相对均方根误差RRMSE0.03,模型效率ME0.99)、拟合求得的中温和高温系统最大沼气产气潜能分别为0.43m~3·d~(-1)、0.64m~3·d~(-1),产气迟滞期分别为4.65d、3.65d,表明高温处理系统的产沼性能优于中温处理系统。     

餐厨垃圾联合厌氧消化研究进展

餐厨垃圾中有机物及水含量高,可生化性强,其厌氧消化既可减少环境污染,又可以沼气等形式回收生物质能.但餐厨垃圾C/N值及含油、含盐量高,单独厌氧消化易出现酸化及系统不稳定等问题.然而,餐厨垃圾的联合厌氧消化可根据不同物料的特性,有效提高系统稳定性及产气效率,并促进废物资源化.该研究分析了餐厨垃圾的特征,总结了餐厨垃圾与其他有机垃圾联合厌氧消化的常见类别,分析了相关影响因素,并指出了还需解决的问题及发展方向.     

响应面法优化餐厨垃圾和牛粪混合两相厌氧发酵酸化条件

为提高废弃物厌氧发酵的利用率,开展了牛粪和餐厨垃圾混合两相厌氧发酵过程中酸化条件优化的研究,探究在酸化相中搅拌频率、搅拌速率、酸化浓度、酸化时间和酸化温度对甲烷产率的影响。单因素试验结果表明,最佳的搅拌频率、搅拌速率、酸化浓度、酸化时间和酸化温度分别为:3次·d~(-1)(2 min·次~(-1))、50 r·min~(-1)、12%、8 h和35℃。在单因素试验基础上,采用响应面法对发酵过程中酸化条件进行优化,以甲烷产率为响应值,选取酸化温度、酸化浓度和酸化时间3个因素研究其对发酵过程中产气率的影响。结果表明,对甲烷产率影响的大小顺序为酸化时间酸化温度酸化浓度。最佳的酸化条件为:酸化时间7.6 h、酸化温度35.8℃和酸化浓度10.4%;搅拌频率和搅拌速率分别为3次·d~(-1)(2 min·次~(-1))和50 r·min~(-1)。采用最佳酸化条件处理后,混合原料的甲烷产率可达290.5 mL·g~(-1)VS,比未经酸化处理提高了17.9%。研究表明,对牛粪和餐厨垃圾两相厌氧发酵中酸化相的酸化条件进行优化,可提高甲烷产率、甲烷含量及VS去除率。     

餐厨垃圾堆肥发酵菌株筛选

为提高HM菌剂对餐厨垃圾堆肥的发酵效果,以国内主要商品菌剂为材料,筛选出三株适用于堆肥发酵的菌株:产淀粉酶D6(Bacillus Cohn,1872)、产脂肪酶Z4(Bacillus Cohn,1872)、产纤维素酶X4(Brevibacillus shida,1996)。结果表明:D6体外淀粉酶活达26.48 U/mL,Z4体外淀粉酶活达6.67 U/mL,X4体外淀粉酶活达4.05 U/mL,且菌株之间及菌株与HM菌剂之间拮抗作用不明显。混合菌剂以D6∶Z4∶X4=1∶1∶1时产酶效果最好,淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶分别达到12.00 U/mL、1.83 U/mL和76.93 U/mL。与HM复合菌剂混合堆肥效果优于HM菌剂单独堆肥。     

铁岭市餐厨垃圾现状及应对措施

文章通过对铁岭市的餐厨垃圾环境污染现状进行了分析,提出了相应的治理对策。     

铜仁市餐饮业餐厨垃圾现状及对策

2013年10月至2014年11月采用问卷调查的方式,对贵州省铜仁市主城区的181家餐饮企业进行了抽样调查,了解餐厨垃圾的产生情况、收运和处理现状,分析了铜仁市餐饮业餐厨垃圾处理中存在市民环保意识不强、收集处置不规范、监管体系及市场机制尚未建立等问题,并针对各原因提出相应的对策。     

固含率对酒糟与餐厨垃圾混合厌氧发酵产沼气的影响

采用酒糟与餐厨垃圾作为发酵底物,并接种消化污泥进行厌氧干式发酵试验,比较固含率为15％、20％、25％、30％条件下甲烷产率、有机物去除率,并结合各项参数综合分析干式厌氧发酵过程.结果表明,由于营养物质较多,在一定范围内提高固含率有助于提高总甲烷产率,但较高的固含率会影响微生物代谢活性,降低反应速率,延长发酵周期,发酵50d后,各试验组中,固含率为25％时产气效果最佳,其总产气率达238.48 mL·g-1 TS,且TS、VS减量化程度达到最大,分别为55.65％、72.15％,继续增大固含率甲烷产率反而降低.干式厌氧发酵过程主要问题是由于发酵初期快速水解酸化引起的酸抑制作用,且固含率越高,抑制现象越明显.试验中累计甲烷产率基本符合一级反应动力学模型,其R2值均高于0.94,但随着固含率增加,体系产甲烷潜能逐步提升,反应速率逐步减慢,试验数据对模型的符合程度逐步降低.     

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.