厌氧消化在有机固体废弃物处理中的应用研究进展

有机固体废弃物对环境有较大的危害,厌氧消化技术可以实现有机固体废弃物处理的减量化、无害化和资源化。概述了厌氧消化的机理、影响因素和厌氧消化技术在有机固体废弃物处理中的应用,同时介绍了消化残渣的农用价值。     

农业有机废弃物两相厌氧消化影响因素的稳定性调控

两相厌氧消化工艺受产氢调酸、反应温度、底物滞留时间、活性污泥的形成及其颗粒化程度调控,其工艺参数的选取直接关系到系统运行的成败和处理效果的优劣。     

设施蔬菜废弃物厌氧消化制取沼气工艺的研究进展

该文分别从单相发酵工艺、两相发酵工艺、共发酵工艺及干式和湿式发酵工艺角度介绍了目前国内外采用厌氧消化工艺处理设施蔬菜废弃物的一些研究进展情况,指出厌氧消化工艺是处理设施蔬菜废弃物的一种很有前途的工艺。其中,利用两相发酵工艺处理设施蔬菜废弃物对发酵设备有一定的要求;另外设施蔬菜废弃物由于其极易酸化、有机质含量高和含固率较低的特点,采用湿式厌氧消化技术处理更符合设施蔬菜废弃物处理产业化的要求;而利用共发酵工艺处理设施蔬菜废弃物将是未来的一个发展趋势。     

厌氧消化在有机固体废弃物处理中的应用研究进展

有机固体废弃物对环境有较大的危害,厌氧消化技术可以实现有机固体废弃物处理的减量化、无害化和资源化。概述了厌氧消化的机理、影响因素和厌氧消化技术在有机固体废弃物处理中的应用,同时介绍了消化残渣的农用价值。     

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。     

易腐有机废物与剩余污泥混和厌氧消化处理

以高TS(固体含量)易腐有机废物与剩余污泥为原料,研究了二者混合后的厌氧消化规律。固体含量分别为20%、30%、35%和40%,添加污泥为有机质的厌氧消化提供了足够的微生物量。试验结果表明,在TS为20%、30%温度35℃和TS为35%温度55℃时均未出现酸抑制现象。各组试验在pH值下降到3.8后仍可以回升至中性。在pH值下降过程中,消化液相VFA(挥发性脂肪酸)浓度低、波动较小,在pH值上升过程中VFA浓度迅速增大,中温消化时VFA增加幅度大于高温消化。当TS增加到40%时出现了严重酸化,pH值维持在较低水平。消化液相CODCr经过短时间的上升后浓度较高,在10000.0～20000.0mg·L-1之间。中温消化H2S浓度显著高于高温消化,最大浓度为500mL·L-1,NH3最大浓度为200mL·L-1。原料中纤维素含量对降解率影响较大,原料纤维素含量较低时降解率很小。     

黑水虻处理有机废弃物技术的研究进展

黑水虻处理有机废弃物是当前有机废弃物处理领域的热点,近几年相关技术研究与应用都得到了较大发展。本文综述了黑水虻处理畜禽粪便、餐厨垃圾和病死畜禽尸体等的研究现状、存在问题和解决方法(调节有机废弃物碳氮比、细菌协同作用和有机废弃物预发酵)等,指出了今后进一步的研究方向,为黑水虻处理有机废弃物的理论与应用研究及产业化发展提供借鉴。     

果蔬废弃物厌氧消化技术研究进展

随着农业集约化种植的迅速发展,农产品废弃物的产生量急剧增加.果蔬废弃物(废弃脐橙)是一种良好的生物质能源原料,非常适宜采用厌氧技术进行处理.对果蔬废弃物厌氧消化的各种技术进行简单综合和比较,认为采用连续流单相反应系统的混合发酵技术对废弃脐橙有较好的效果,是未来废弃脐橙处理、处置的主要方向.     

厌氧消化技术在禽畜粪便处理中的应用

综合介绍和评述了目前国内厌氧消化技术发展和应用的现状,分析了利用厌氧消化技术处理禽畜粪便的优势和制约因素,提出厌氧消化技术在粪便处理中的应用方向,应选择适合中国国情的能源环保模式或能源生态模式,向多层次的无害化、资源化和综合利用等方向发展。     

农业固体有机废弃物蚯蚓堆制处理及蚓粪应用研究进展

农业固体有机废弃物对大气、水体、土壤、生物均造成严重污染,但是,农业固体有机废弃物又是可利用的生物质资源,蚯蚓堆制处理是农业固体有机废弃物处理和资源化利用的重要途径之一,蚯蚓堆制产物即蚓粪是一种具有极高应用价值的腐殖质类复合物。综述了农业固体有机废弃物蚯蚓堆制处理的影响因素如蚯蚓品种、温度、湿度、接种密度、pH值、C/N以及蚓粪的理化、生物学性质及蚓粪应用的研究现状,指出对农业固体有机废弃物进行有效蚯蚓堆制处理及提高蚓粪利用范围和效果等问题值得深入研究。     

有机负荷与回流比对餐厨垃圾两相厌氧消化的影响

【目的】研究产甲烷相的有机负荷与沼液的不同回流比在餐厨垃圾两相厌氧消化过程中对产酸和产气的影响。【方法】以餐厨垃圾为原料,采用两相厌氧消化工艺,分别设置了不同的有机负荷与回流比,考察两者对两相厌氧消化产酸和产气的影响。【结果】沼液回流可以提高产酸相的pH,促进餐厨垃圾酸化,在产酸相有机负荷(以挥发性固体物含量计,下同)为11.33 g·L~(–1)·d–1时,回流比为10%、30%和50%处理的挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度分别为11 598.48、12 998.41和14 967.64 mg·L~(–1),比空白处理(CK)分别提高了9.06%、22.23%和40.74%;在沼液不回流时,产甲烷相的最适有机负荷为6.38 g·L~(–1)·d–1,当负荷提高至8.50 g·L~(–1)·d–1时,系统出现了酸抑制现象,而回流比为50%时,可以提高系统的缓冲性,维持系统的稳定;回流比50%处理的平均负荷产气量(以挥发性固体物含量计)为486.14 mL·g~(-1),比CK、回流比10%和30%处理分别提高了29.84%、20.80%和9.13%。【结论】餐厨垃圾两相厌氧消化过程中,沼液不回流时,产甲烷相的最适有机负荷为6.38 g·L~(–1)·d–1;继续提高有机负荷,系统会产生酸抑制现象;当沼液回流比为50%时,产甲烷相的最适有机负荷可以提高至8.50 g·L~(–1)·d–1,系统可以保持稳定运行。     

农村有机生活垃圾等混合物料厌氧发酵产沼气性能

为获得有机生活垃圾、玉米秸秆和牛粪混合物料厌氧发酵产沼气性能,为农村废弃物沼气工程高效运行提供依据,在初始总固体(TS)为12%和中温(35±1)℃条件下,考察了有机生活垃圾、玉米秸秆与牛粪三物料不同湿基质量比(1∶0∶2、1∶0.5∶1.5、1∶1∶1、1∶1.5∶0.5、1∶2∶0)对厌氧发酵过程的影响。结果表明:与双物料混合厌氧发酵相比,三物料混合厌氧消化能显著提高原料产气率,有机生活垃圾、玉米秸秆和牛粪配比为1∶1∶1的组合单位TS累积产气量高于其他处理;不同发酵物料配比能影响厌氧发酵完成时间,随着秸秆比例的增加,完成厌氧发酵的时间逐渐增长,有机生活垃圾和牛粪的组合与三者配比为1∶0.5∶1.5、1∶1∶1、1∶1.5∶0.5和1∶2∶0的处理相比,厌氧发酵完成时间分别缩短了12、15、19、22 d;三物料混合发酵适宜的配比能平衡发酵系统中酸的浓度,防止系统酸化,并能提高纤维素半纤维素降解率。综上认为三物料最佳配比为1∶1∶1。     

生物反应器填埋场处理生活垃圾的研究进展

介绍了生物反应器填埋场的结构特点及其对渗滤液和微生物生态的影响,并概述了国内外有关生物反应器填埋场处理生活垃圾研究的主要类型和发展趋势.     

生物质飞灰对餐厨垃圾两相厌氧消化的影响

为解决餐厨垃圾在厌氧消化过程中的酸抑制问题,并为生物质飞灰提供新的资源化利用途径,在产酸相中添加不同比例的飞灰,研究了生物质飞灰对餐厨垃圾中温两相厌氧消化过程中产酸和产气的影响。结果表明:添加生物质飞灰可以提高酸化相的p H值,促进餐厨垃圾酸化,添加3%的生物质飞灰,产酸相的挥发性脂肪酸(VFA)的平均浓度为9 845.45 mg·L-1,比空白处理(CK)提高了49.66%,差异显著;添加3%生物质飞灰处理的产甲烷相更稳定,产气效果更好,累积产气量为27.43 L,比0、1%、4%和5%的飞灰添加比例分别高了25.15%、13.70%、4.34%和6.55%;添加3%生物质飞灰处理的平均负荷产气量为490.33 m L·g VS-1,比0、1%、4%和5%的飞灰添加比例平均值分别提高了22.49%、12.35%、6.36%和8.22%。研究表明,添加生物质飞灰有助于促进餐厨垃圾酸化和提高产甲烷相的产气量;在高有机负荷的时候,添加生物质飞灰有助于提高系统运行的稳定性。     

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。     

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。     

厌氧消化处理玉米秸秆酶解残渣对木质素的影响研究

以秸秆为原料生产燃料乙醇会产生大量富含木质素的酶解残渣,从中可回收木质素,但酶解残渣中的糖类等杂质会影响木质素的高值利用。因此,采用厌氧消化的方法处理玉米秸秆酶解残渣,利用凝胶渗透色谱、热重分析、傅里叶红外光谱以及核磁共振氢谱等手段表征处理前后木质素的结构和化学性质。经厌氧处理后,残渣中糖类含量显著降低而木质素总量基本不变,木质素几乎未降解。厌氧处理前后固体残渣中木质素的结构和热化学性质无明显变化,表明该方法能在去除糖类的同时较好地保留木质素的结构。     

城镇生活垃圾综合处置系统及关键技术的研究进展

结合浙江省城镇生活垃圾处理处置的现状,分析了单一处理方式,如填埋、焚烧和堆肥等存在的问题;提出了城镇生活垃圾"三位一体"综合处置的工艺路线;探讨了垃圾综合处置系统应解决的关键技术问题,为实现垃圾资源化、减量化和无害化处理提供有效的途径.     

堆肥渗滤液循环喷淋对城市生活垃圾好氧堆肥效果的影响

以城市生活垃圾中的可腐有机物和一次发酵堆肥为研究对象,以直接堆肥、回喷自来水堆肥和回喷渗滤液堆肥3种处理方式研究了好氧堆肥渗滤液对堆肥过程的影响。结果表明,经过12 d的堆肥后,回喷渗滤液堆肥处理的温度明显高于直接堆肥和回喷自来水堆肥;一次发酵结束后,与初始物料相比,回喷渗滤液堆肥处理的挥发性固体(VS)含量下降38%,大于直接堆肥的13%和回喷自来水的25%;发酵结束后,回喷渗滤液堆肥处理的NH4+-N含量低于直接堆肥和回喷自来水处理;堆料中的NO3--N含量在3种堆肥处理中,前3 d没有明显区别,但在第6天降温阶段,回喷渗滤液堆肥处理的NO3--N含量为5.2 mg/g,高于直接堆肥处理的3.0 mg/g和回喷自来水处理的3.5 mg/g;对于堆料高度,回喷渗滤液堆肥的堆高下降了60%,大于其他2种堆肥处理;从堆料pH的变化来看,回喷渗滤液处理比回喷自来水处理更能加速堆肥的进程;以NH4+-N/NO3--N之比作为堆肥腐熟的判断指标,回喷渗滤液堆肥处理的NH4+-N/NO3--N比值为0.019,比其他处理的更小。可见,回喷渗滤液在一定条件下可加速堆肥的腐熟。