餐厨垃圾和牛粪混合厌氧发酵工艺优化

在前期单因素试验的基础上,采用二次回归正交旋转组合设计,以总产气量为响应值,研究餐厨垃圾与牛粪质量比、温度、pH值、接种物与原料质量比4个因素对餐厨垃圾和牛粪混合厌氧发酵的影响,建立了产气数学模型,并对模型进行了优化及降维分析.通过上述试验研究,得到最佳工艺条件为:餐厨垃圾与牛粪质量比为2.5,温度37.5℃,pH值7.0,接种物与原料质量比为4;4因素影响主次顺序依次为接种物与原料质量比、温度、餐厨垃圾与牛粪质量比、pH值;通过验证分析,模型预测值与试验值之间误差较小,方差分析不显著,模型拟合较好.     

有机成分比例对餐厨废弃物厌氧发酵特性的影响

为确定餐厨废弃物厌氧发酵过程中脂肪、淀粉和蛋白质的交互作用规律,采用混料设计研究了3种有机成分不同混合比例对中温厌氧发酵产甲烷特性和降解特性的影响。结果表明:脂肪、淀粉和蛋白质分别单独作为原料时,其产甲烷性能都受到了不同程度的抑制,平均生化产甲烷势分别为345.36、59.80、135.87 mL/g,相应地占理论产甲烷量的34%、14%和26%;其降解性能也受到了明显的影响。当三者进行混合发酵时,表现出了明显的协同作用。建立各有机成分在混合发酵中配比与发酵的生化产甲烷势和挥发性固体降解率之间的回归模型并进行参数优化,优化结果为脂肪、淀粉、蛋白质质量比为36∶30∶33时,可获得最高的生化产甲烷势和挥发性固体降解率。经验证最优配比时生化产甲烷势、挥发性固体降解率分别为451.36 mL/g、79.62%。     

微量元素对餐厨垃圾厌氧发酵的影响实验

针对餐厨垃圾厌氧发酵效率和稳定性较低的问题,采用CSTR反应器在中温（37±1）℃下探究了微量元素Fe、Co、Ni、Se、Mo、W对餐厨垃圾厌氧发酵的影响。结果表明当水力停留时间为40d,有机负荷为3g/(L·d)时,添加微量元素溶液的处理组和未添加微量元素溶液的对照组的平均甲烷日产量分别为7.1、6.7L/d,两者的甲烷体积分数分别为62.7%和61.6%;当有机负荷为4g/(L·d)时,对照组甲烷体积分数下降为19.5%,而处理组稳定在60%左右,且对照组的pH值由7.35下降为5.24,厌氧发酵失败,而处理组的pH值保持在7.2左右,厌氧发酵仍能稳定运行。实验结果表明,微量元素能够在一定程度上提高餐厨垃圾厌氧发酵的产甲烷效率和稳定性。     

温度和青贮对杂交狼尾草和餐厨垃圾混合厌氧发酵的影响

为探究温度和青贮处理对杂交狼尾草和餐厨垃圾混合厌氧发酵性能动力学特性的影响,在不同温度(中温37℃,高温55℃)和不同青贮(0 d,90 d)条件下进行序批式试验,研究温度和青贮对二者混合厌氧发酵系统性能影响,并通过3种动力学模型进行对比分析.结果表明,温度相较于青贮处理对系统pH值和系统运行性能影响较大.对于原料产气...     

餐厨垃圾与牛粪联合厌氧消化效率研究

试验对餐厨垃圾(FW)与牛粪(CM)联合厌氧消化效率进行了研究。在初始总固体(TS)负荷为6.7%和中温(35℃)条件下,考察不同的餐厨垃圾与牛粪TS配比(0∶1,1∶1,2∶1,3∶1,4∶1,1∶0)对联合厌氧消化过程的影响。结果表明:FW与CM联合厌氧消化单位VS沼气产量与甲烷含量均明显提高。FW∶CM为2时(T3),沼气产量和甲烷含量均最高,分别为574.15 mL·g-1VS和69.78%。整个厌氧消化过程T1~T5的pH值稳定在6.0~8.0之间,未出现挥发性有机酸(VFAs)抑制现象,VFAs浓度随着FW的比例增加而升高,FW单独发酵时,VFAs大量累积,第7 d时达到35600 mg·L-1。产甲烷菌群利用丙酸转化为甲烷的效率较低,VFAs中丙酸浓度下降的幅度明显低于乙酸、丁酸。厌氧消化过程中T1~T5也未出现氨抑制现象,氨氮浓度整体呈现先迅速升高,后缓慢下降,再缓慢升高的变化规律。在常温沼气工程应用中,初始总固体(TS)为6.7%时,建议FW与CM的TS比为2∶1。     

餐厨垃圾干式厌氧发酵研究进展

餐厨垃圾作为当前主要的城市有机固体废弃物,给社会和环境造成了巨大压力.其高含水率、高有机质、易降解的性质十分适合厌氧发酵.相比于传统的湿发酵,干式厌氧发酵更适合处理数量庞大的餐厨垃圾,但在餐厨垃圾干式厌氧发酵过程中,存在挥发性脂肪酸(VFA)积累、搅拌困难、传质性差等问题,影响系统稳定性和产气效率.针对以上问题,文章从...     

餐厨垃圾与牛粪联合厌氧消化效率研究北大核心

试验对餐厨垃圾（FW）与牛粪（CM）联合厌氧消化效率进行了研究.在初始总固体（TS）负荷为6.7％和中温（35℃）条件下,考察不同的餐厨垃圾与牛粪TS配比（0：1,1：1,2：1,3：1,4：1,1：0）对联合厌氧消化过程的影响.结果表明：FW与CM联合厌氧消化单位VS沼气产量与甲烷含量均明显提高.FW：CM为2时（T3）,沼气产量和甲烷含量均最高,分别为574.15 mL·g-1VS和69.78％.整个厌氧消化过程T1 ～ T5的pH值稳定在6.0 ～8.0之间,未出现挥发性有机酸（VFAs）抑制现象,VFM浓度随着FW的比例增加而升高,FW单独发酵时,VFAs大量累积,第7d时达到35600 mg·L-1.产甲烷菌群利用丙酸转化为甲烷的效率较低,VFAs中丙酸浓度下降的幅度明显低于乙酸、丁酸.厌氧消化过程中T1～T5也未出现氨抑制现象,氨氮浓度整体呈现先迅速升高,后缓慢下降,再缓慢升高的变化规律.在常温沼气工程应用中,初始总固体（TS）为6.7％时,建议FW与CM的TS比为2：1.     

宁波大型餐厨垃圾厌氧发酵装置简介

针对餐厨垃圾处理过程中产生大量高浓度有机废水的现状,将该废水进行厌氧发酵,去除有机物同时回收生物质能(沼气)并加以应用.文章以宁波市某沼气工程为例介绍了餐厨垃圾废水通过厌氧发酵生产沼气的工艺技术.该工程废水pH 3.5～4.0,CODcr80～120 g·L-1,处理量为110 t·d-1,控制厌氧发酵温度为(35±3)℃,每去除1 kgCODcr,可产沼气0.6～0.7m3,产气率为3.0～4.0 m3·m-3d-1,CODcr去除率达到91%以上,年可产沼气260万m3,可发电450万kWh.     

餐厨垃圾厌氧发酵连续运行中有机负荷对其他参数的影响研究

在自行设计的一套厌氧发酵装置上进行了餐厨垃圾厌氧发酵连续运行实验,实验历时80天,测定了日产气量,pH值,VFA,碱度随有机负荷变化而变化的情况。实验结果显示,整个反应分为四个阶段:适应阶段、提高阶段、稳定阶段和超负荷阶段;确定了稳定阶段有机负荷的控制量。有机负荷是厌氧发酵连续运行系统的重要控制指标,通过本实验可以发现,只要控制好有机负荷就可以保证厌氧发酵系统稳定运行。     

有机废弃物厌氧发酵参数优化对产氢的影响

氢气是一种可再生的清洁能源,具有能量转化率高、可储存性、可运性好、转换灵活、使用方便和清洁卫生等特性.以有机废弃物为原料,采用农业工程中的厌氧发酵技术可以实现氢能源的制备.其中,优化参数是提高产氢效率的有效方法之一.为此,综述了目前国内外有机废弃物厌氧发酵工程中pH值、温度等关键参数对产氢效率影响研究的现状和发展,并对有机废弃物厌氧发酵制氢工程的发展进行了展望.     

牛粪和厨余废物不同混合比例下厌氧消化的试验研究

对不同比例的牛粪和厨余废物混合厌氧消化进行了试验研究。试验结果表明,牛粪和厨余废物的混合比例对于消化效果有显著影响。根据系统的稳定性、COD去除率和甲烷产率等进行综合考虑,确定牛粪和厨余废物中VS最佳比例为1∶1。在此比例下,其甲烷产率和COD去除率比牛粪单独消化时分别提高了76%和26.4%,去除COD的产气率为0.19L.g-1,VFA/TA比值为0.35,系统稳定性很好。当牛粪和厨余废物VS比例为1∶3和1∶6时,酸化相和甲烷相反应器中有丙酸抑制现象。本试验没有发现氨氮抑制,但是随着厨余废物比例增加,系统的稳定性变差。     

牛粪厌氧发酵污泥回流试验

为提高两阶段厌氧发酵系统的效率,对混合使用在线活性污泥与后储罐最佳活性时段污泥的污泥回流工艺进行了研究。综合回流试验以进料质量分数、日进料量和污泥回流比为影响因素,以COD去除率、产气量为评价指标,采用二次回归旋转试验设计,研究COD去除率和产气量在各参数影响下的变化规律。结果表明：进料质量分数、日进料量和污泥回流比是影响两个评价指标的主要因素,其中混合污泥回流量的影响显著;试验得出该厌氧发酵系统的最优工艺参数为进料质量分数8.21%、日进料量7.15L/d、污泥回流比30%。     

光合细菌混合菌群利用牛粪污水产氢实验

从自然界多处污泥中取样,采用选择性培养基初步富集出光合细菌混合菌群,采用菌体部分回流法对混合菌群进行筛选和优化,并研究了混合菌群以牛粪污水为原料的产氢特性。结果表明:从活性污泥中利用选择性培养基富集出的光合细菌混合菌群,生长快速、稳定,生长条件和产氢条件都比纯种细菌要求低。采用菌体部分回流装置筛选出了具有较高产氢活性的光合产氢混合菌群,菌体回流的最佳条件为:菌体回流时间36 h,菌体回流量30%,此时混合菌群的产氢活性较高,最大产氢速率达到28.3 m L/(L·h),平均氢气体积分数为55%。混合菌群以牛粪污水为原料产氢时,产氢持续时间216 h,平均产氢速率为11.65 m L/(L·h),原料利用率为71.48%,平均原料转化率为52.60 m L/g。     

牛粪好氧发酵规模化生产参数优化

用牛粪辅以褐煤渣为发酵原料,首先在实验室单因素试验基础上选择碳氮比、含水率、室温、通风时间、pH值、有机质含量6个因素进行正交优化试验,确定实验室最佳发酵工艺参数,并以此为依据进行规模化生产,得出的最佳规模化生产参数用SPSS 12.0进行因子分析,最终确定影响发酵进程的因子主次关系。试验结果表明：牛粪好氧发酵规模化生产的影响因子排序为碳氮比、含水率、室温、通风时间、pH值、有机质含量;最佳规模化生产工艺参数为：物料含水率65%,碳氮比30,菌剂接种量2.5L/m3,翻堆间隔天数和强制通风时间为3d和30min,与实验室获得参数一致;规模化生产的物料表层（0~30cm）温度最高且与设备测定不符,两者关系为y=1.1487x+4.2773,为防止灰化需适时通风降温;按此生产的有机肥料全部检测指标均符合行业标准NY 525—2002。     

餐厨、果蔬与鸡粪多元混合物料厌氧消化实验研究

文章研究了多元混合物料在不同混合比例条件下厌氧消化性能.以餐厨与鸡粪混合、果蔬与鸡粪混合、餐厨果蔬(TS计,8∶5)与鸡粪混合为原料,三种混合处理的混合比例均分别为4∶1,3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,同时设单一餐厨、果蔬、鸡粪消化试验,进料负荷为2％(TS).结果表明:在三种不同混合原料中,相同比例条件下产气具有一致性,鸡粪含量较少的4∶1和3∶1条件下出现严重酸化现象,产气周期45天.比例为2∶1和1∶1条件下,出现酸化后恢复期短,自身调节能力较好.鸡粪含量较多的1∶2,1∶3和1∶4条件下并未出现酸化现象,产气周期20天.不同混合原料出现了协同或抑制作用,以餐厨与鸡粪、餐厨果蔬与鸡粪为原料的两个系统中,协同作用较明显,与理论产CH4量相比分别提高1.2％ ～45.5％和8.1％ ～27.0％,但以果蔬与鸡粪为原料的系统中协同作用不明显,甚至出现了一定程度的抑制.多元物料混合厌氧发酵实验中,餐厨垃圾与鸡粪在1∶2条件下混合时系统缓冲性能好,单位TS产气量573 mL·g-1,T90为16天,协同产气量提高45.5％,是最佳的混合比例.     

不同含固率和接种比对尾菜厌氧消化的影响

文章通过尾菜中温批式厌氧消化实验,研究不同含固率(4%,8%)和接种比(RI/S=0.8,1.0,1.2)对尾菜厌氧消化产气特性的影响。结果表明,累计甲烷产量随含固率的提高而增加,随接种比的提高而降低,在含固率为8%,接种比为0.8时,累计甲烷产量最大,达到253.81 mL·g^-1VS。含固率一定时,接种比越高,越有利于缩短厌氧消化周期,但会降低累计甲烷产量;接种比一定时,含固率越高,产甲烷延滞期越长,累计甲烷产量越高。厌氧消化第9天各处理组均开始出现不同程度的丙酸积累现象,含固率为8%,接种比为0.8时,丙酸浓度最高可达1981.522 mg·L^-1。含固率越低,接种比越高,越有利于丙酸降解。厌氧消化第33天时,各处理组丙酸全部被转化利用。     

餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾混合中温厌氧消化工程中试研究

试验采用有效容积为4 m^3的全混式反应器,在中温(35℃)的条件下,分别进行了单一餐厨垃圾固相物料(S1)、餐厨垃圾固相物料(S1)与厨余垃圾(S2)的混合物料(S3)(混合比为2∶1)厌氧消化工程中试。结果表明,单一餐厨垃圾固相物料(S1)厌氧消化最佳运行工况为进料有机负荷(OLR)为80 kg·d^-1,停留时间(HRT)为50 d;当OLR增至115 kg·d^-1时,其平均容积产气率由2.04 m^3·m^-3d^-1降至2.02 m^3·m^-3d^-1,气体甲烷含量由61.1%降至38.4%。混合物料(S3)日进料量由80 kg提升至120 kg时,平均容积产气率由2.11 m^3·m^-3d^-1升高至2.30 m^3·m^-3d^-1,甲烷含量亦由61.9%升高至63.8%。因此,将餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾进行混合可以有效改善物料厌氧性能,其有机负荷以及甲烷产率均表现出明显优势。     

稻草与牛粪混合连续厌氧消化制备生物燃气研究

以挥发性固体比1:1的稻草与牛粪为混合原料,采用40 L有机玻璃反应器进行连续厌氧消化,考察不同有机负荷率(OLR)3～12 kg/(m3·d)及温度对厌氧消化性能及稳定性的影响.结果表明,高温消化在整个OLR范围内,池容产气率逐渐增加,最高达到5.26 m3/(m3 ·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3 ·d)时达到最大值489.6L/kg;中温消化在OLR为12 kg/(m3·d)时出现严重的VFAs抑制,在无挥发性脂肪酸抑制的OLR范围(3～8 kg/(m3·d))内,池容产气率逐渐增加,最高达到2.57 m3/(m3·d),平均挥发性固体产气率在OLR为3.6 kg/(m3·d)时达到最大值440.0L/kg;当OLR升高到8 kg/(m3 ·d)时,中温和高温发酵系统均出现了严重的污泥膨胀.     

微量金属元素添加频率对牛粪厌氧发酵细菌种类的影响

在以牛粪为原料的厌氧发酵液里,分别以1天、3天、5天、7天的间隔时间向反应器中添加微量金属元素,研究微量金属元素对牛粪厌氧发酵特性及细菌种类的影响。结果表明,每7天添加1次的效果最佳,产气率、总产气量以及COD去除率最高,生物相里有杆菌和球菌,但是球菌占优势;每天添加1次的挥发性有机酸(VFA)和产气量都是最低的,分析认为是微量金属元素的添加对细菌造成了抑制。