水热耦合厌氧消化技术处理餐厨垃圾沼渣沼液及工艺能耗分析

以水热与厌氧消化耦合工艺作为餐厨垃圾沼渣沼液（digestate of food waste,DFW）的处理过程,探究了DFW处理前后的脱水性能及固、液两相产物的特性,分析了工艺过程中的物质流动、能量输入/输出,并评估了能量平衡的影响因素。结果表明,水热处理改善了DFW脱水性能,降低了脱水后的泥饼产量和含水率。温度是影响水热处理效果的主要因素,处理效果随温度的升高明显提升。当水热温度为200℃时,离心后泥饼的产量和含水率降低最为显著,分别从最初的71.83kg/t DFW和88.43%减小至22.11kg/t DFW和76.30%。此外,水热过程促进了DFW有机物质从固相向液相的转移,通过耦合厌氧消化处理工艺生产甲烷,可以有效地回收液相能量。本研究对整个处理工艺进行了全面的物质和能量衡算。水热处理温度的提高增加了加热能量的输入,但减少了后续热干化过程的能量输入,并增加了DFW液相产物的产甲烷潜力。当水热温度为160℃、保温时间为60min时,水热与厌氧消化耦合工艺净能量输入最少（30.75MJ/t DFW）,相比于不采用水热技术处理节省106.48MJ/t DFW。水热过程热能的回收率、脱水后泥饼的含水率、液相产物的产甲烷潜势是影响工艺过程能量净消耗的主要因素,是工艺优化的主要方向。     

餐厨厌氧沼渣生物炭吸附盐酸环丙沙星

将餐厨厌氧沼渣在5种温度（400℃、500℃、600℃、700℃和800℃）下热解制备生物炭,解析其形貌特征、孔隙结构以及表面官能团等变化规律,探究其对水溶液中的盐酸环丙沙星（CIP）吸附效果,并通过吸附动力学和等温吸附特性探究其吸附机制。结果表明,在700℃下热解制备的生物炭（DR-700）疏松多孔,表面官能团丰富且具有更好的孔隙结构和微观结构,在所有生物炭中对于CIP的吸附效果最好。吸附去除率可达95.09%,可用作良好的吸附材料。DR-700对于CIP的吸附更符合伪一阶动力学和Freundlich等温线模型,表明物理吸附可能是CIP在DR-700吸附的主要机制,主要归功于丰富的比表面积。而同时存在的化学吸附则可能是由于阳离子交换相互作用、静电相互作用、π-π相互作用、疏水和氢键共同作用。因此,利用餐厨厌氧沼渣热解制备生物炭对水溶液中的CIP具有良好的吸附净化效果,这不但可以为抗生素废水低成本处理提供新的材料,还为解决餐厨垃圾厌氧发酵末端产物的资源化利用问题提供一种新方案,具有良好的应用潜力。     

餐厨垃圾厌氧消化技术研究进展

综合评述了厌氧消化技术研究进展。从脂肪及离子含量、温度、固含率及稀释率、接种物和接种量等方面对餐厨垃圾厌氧消化技术进行了介绍。     

餐厨垃圾厌氧消化处理技术研究进展

针对餐厨垃圾厌氧消化过程中挥发性脂肪酸和氨氮内源性抑制问题,从改进反应器、共消化、添加生物炭、添加微量元素以及生物强化5个方面分析了减缓内源性抑制的优势和不足,并从反应器设备改进和机理研究2方面对减缓内源性抑制进行了展望。     

餐厨垃圾厌氧消化工艺的研究与应用

厌氧消化可实现资源和能源的回收利用,是一项符合可持续发展战略的餐厨垃圾处理技术。文章简单介绍了餐厨垃圾厌氧消化原理、分类、影响因素及其工业应用等方面的国内外进展,并对餐厨垃圾厌氧消化的规模化应用方向进行展望。     

东莞市餐厨垃圾产生现状与处理对策探讨

本文阐述了东莞市餐厨垃圾处理的现状,指出了对餐厨垃圾处理的重要性;比较了现有的5种处理餐厨垃圾的方法。     

餐厨垃圾湿式厌氧消化技术的研究及工程实例分析

随着经济的发展与人民生活水平的提高,我国餐厨垃圾的产量与日俱增,资源化处置方式越来越受到政府与社会各界的重视。目前我国以湿式厌氧消化工艺为主的餐厨垃圾资源化处置设施正在大力建设当中。首先对3种不同湿式厌氧工艺反应器的构成、适用范围、优缺点等方面进行了研究探讨。其次分析了上海生物能源再利用中心项目成功的工程应用实例。最后对餐厨垃圾厌氧消化工艺的选择提出了合理化建议,以期为后续餐厨垃圾处理项目的建设提供参考。     

餐厨垃圾厌氧消化性能提高研究进展

阐述了餐厨垃圾(Food Waste,FW)厌氧消化(Anaerobic Digestion,AD)过程中氨氮和挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)的抑制机理,总结了混合消化、预处理、添加微量元素、添加生物炭和改进反应器5个措施对餐厨垃圾厌氧消化性能的改善效果,指出了这些措施在提高厌氧消化...     

铁电极辅助餐厨垃圾高温厌氧消化及微生物的耐盐机理

目前餐厨垃圾中的盐度对其厌氧消化产甲烷有不利影响。为了解决这一问题,本研究通过使用铁-碳微生物电解池来强化高温厌氧消化。本文使用零价铁作为微生物电解池的阳极,提高微生物的耐盐能力,增强了阳极的氧化作用,从而促进产甲烷过程。结果表明,铁-碳微生物电解池的累积产甲烷量最高达到了1110.67mL,比对照组提高了68.18%。随着Na⁺浓度的提高,水解酸化过程受到了抑制,而铁-碳微生物电解池促进了微生物降解有机物的过程,并且促进了丙酸和丁酸转化为乙酸的过程。微生物群落结构分析表明,铁-碳微生物电解池促进了Methanomassiliicoccus的生长,在阳极上占比52%。代谢通路分析表明,铁-碳微生物电解池提高了微生物的耐盐能力,促进了水解酸化过程,并且提高了产甲烷过程中乙酸脱羧和二氧化碳还原过程中相关酶的基因丰度,强化高温厌氧消化。     

湿垃圾组分对厌氧消化抑制作用的研究进展

随着人民生活水平的提高以及垃圾分类工作的开展,我国湿垃圾产量预计将进一步增大,这对湿垃圾的处理处置形成新的挑战。厌氧消化可以实现湿垃圾的资源利用,是目前主流的处理工艺,但湿垃圾组分理化特性可能会对其厌氧消化产生抑制作用。通过文献调研,本文总结了国内外湿垃圾的理化特性,发现不同地区湿垃圾的组分差异较大,并且湿垃圾具有高易腐有机物、高蛋白、高油脂、高盐分、高粗纤维等特性,这会使厌氧消化系统容易产生酸化、氨抑制、反应速率慢等问题。在此基础上,针对湿垃圾组分特性带来的抑制问题,本文提出了共消化、投加添加剂、去除抑制因子和选用合适的工艺形式等优化缓解方法,最后对未来的研究方向提出了展望,以期为湿垃圾资源化提供参考。     

厨余垃圾生物合成聚羟基脂肪酸酯研究进展

基于利用厨余垃圾作为合成挥发性脂肪酸（VFAs）的原始基质,既可以增加厨余垃圾资源化利用新途径,又可以降低聚羟基脂肪酸酯（PHA）合成成本,有利于厨余垃圾合成PHA产业化发展的优势,概述了PHA的应用领域和类型,总结了厨余垃圾合成PHA工艺路线和PHA前体物（VFAs）合成阶段与PHA 合成阶段的内在合成机制,重点汇总了利用厨余垃圾合成VFAs过程和利用VFAs合成PHA过程的重要工艺参数。最后,对厨余垃圾合成PHA 研究方向进行了展望。     

农村有机生活垃圾与不同原料厌氧共发酵工艺优化

有效处理农村有机生活垃圾（rural organic household waste, ROW）对美化农村环境具有重要意义,在对其进行高浓度厌氧发酵时容易出现酸化和氨氮抑制现象,导致系统稳定性差。目前尚缺乏ROW不同共发酵底物和进料总固体（total solids,TS）浓度对厌氧发酵的影响研究。为提高厌氧发酵性能,减少环境保护压力,本文对ROW不同共发酵底物配比和不同进料浓度下厌氧共发酵特性进行研究,从而优化农村有机生活垃圾厌氧发酵工艺。文中对取自江苏徐州沛县的农村有机生活垃圾和江苏省农业科学院六合动物实验基地的猪粪（PM）、水稻秸秆（RC）进行厌氧共发酵。当发酵底物为ROW和PM时,甲烷产量随着进料总固体含量TS的升高而增加,最高为257.38mL/g VS;当发酵底物为ROW和RC,或者发酵底物为ROW、PM和RC时,进料TS质量分数从8%增加到12%时,甲烷产量随之增加,最高分别为339.59mL/g VS、322.16mL/g VS,当进料TS质量分数继续升高到15% 时,二者产量均出现降低且均低于其他实验组,分别为231.17mL/g VS、194.67mL/g VS。在本文所设置实验条件下,最优共发酵进料为：发酵底物为ROW和RC,生活垃圾与挥发性固体（VS）质量比为1∶1,进料TS质量分数为12%,甲烷产量为339.59mL/g VS。     

Application of A/O‐MBR for treatment of digestate from anaerobic digestion of cow manure

BACKGROUND: Anaerobic digestion (AD) is widely used as an animal manure bioconversion technology. However, the effluent obtained from the digester during the wet‐AD process requires to be treated carefully before discharge if AD technology is to be developed as an effective and environmentally advantageous animal manure treatment. RESULTS: An anoxic/aerobic‐membrane bioreactor(A/O‐MBR) system has been developed for digestate treatment in an AD system treating cow manure. The performance of the A/O‐MBR system in terms of removal of nitrogen, COD and phosphorus were investigated. Results indicated that the average removal efficiencies of NH₄‐N⁺, COD and PO₄^3?‐P were 98.1%, 96.3% and 76.6%, respectively. The fouled membrane from the A/O‐MBR system was cleaned effectively using NaOH and a 30h soak time. CONCLUSION: This study suggests that it is technically feasible to use the A/O‐MBR for the treatment of digestate from a cow manure AD system, and can provide an environmentally acceptable way for the application of wet‐AD in animal manure treatment. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

Osmoprotectants enhance methane production from the anaerobic digestion of food wastes containing a high content of salt

BACKGROUND: Treatment and disposal of Korean food waste encounter technical difficulties due to a high‐salt problem. In order to increase methane production from food waste by using osmoprotectants, which are known to overcome osmotic stresses in many plants and other organisms, osmoprotectants including glycine betaine, choline, carnitine and trehalose were added to salt‐containing food wastes for anaerobic digestion. RESULTS: For NaCl‐amended food wastes containing 10 and 35 g L^?1 NaCl, glycine betaine and choline increased methane production by about twofold compared to food waste without any osmoprotectants. For non‐washed food waste containing 11.6 g L^?1 NaCl, glycine betaine increased methane production by about sixfold. Among these osmoprotectants, glycine betaine was the most effective for increasing methane productivity in anaerobic digestion of food waste with salinity. Analysis of glycine betaine in cell extracts using high‐performance liquid chromatography showed that glycine betaine accumulated in the cells of anaerobic sludge. CONCLUSION: Osmoprotectants significantly enhanced methanization of high‐salt food wastes by alleviating the salt‐induced physiological stresses in microorganisms. The application of osmoprotectants provided an effective substitute for other conventional methods to reduce inhibitory effects of high salt, such as dilution and co‐digestion. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry     

Anaerobic co‐digestion of food waste leachate and piggery wastewater for methane production: statistical optimization of key process parameters

BACKGROUND: Anaerobic co‐digestion of refractory liquid organic wastes is an alternative environmental management strategy with economic benefits arising out of biogas production. Laboratory‐scale experimental investigations were carried out on the anaerobic co‐digestion of two liquid organic wastes, food waste leachate (FWL) and piggery wastewater (PWW). Three important parameters affecting methane yield were chosen for this study, namely, mixing ratio, alkalinity and salinity, which were optimized using response surface methodology. RESULTS: The results were analyzed statistically and the optimum conditions identified as: mixing ratio (FWL: PWW) 33 (in terms of volatile solid, w/w) (2 on v/v), alkalinity 2850 mg CaCO₃ L^?1, and salinity 3.4 g NaCl L^?1. Under the optimum conditions, a cumulative methane yield (CMY) of 310 mL CH₄ g^?1 VS_added and VS reduction (VSR) of 54% were predicted. Mixing ratio and alkalinity showed the greatest individual and interactive effects on CMY and VSR (P < 0.05). A confirmation experiment under optimum conditions showed a CMY and VSR of 323 mL CH₄ g^?1 VS_added and 50%, respectively. This was only 1.04% and 1.1%, respectively, different from the predicted values. CONCLUSION: Anaerobic co‐digestion of FWL and PWW carried out under the optimum condition may be a feasible and efficient treatment option for methane production. Copyright © 2012 Society of Chemical Industry     

餐厨垃圾资源化利用及其过程污染控制研究进展

餐厨垃圾年产生量大、成分复杂,传统的焚烧、填埋处理方式易引发一系列环境问题,同时,餐厨垃圾又具有有机质含量高、营养元素丰富的特点,其资源化利用可实现价值再生,符合可持续发展的要求,因而成为国内外学者的研究热点。本文从产品利用方向的角度综述了几类餐厨垃圾资源化利用技术的研究进展,包括能源化利用方向的餐厨垃圾制生物柴油、甲烷、氢、燃料乙醇技术,农业化利用方向的餐厨垃圾制动物饲料、有机肥料技术,工业化利用方向的餐厨垃圾制还原糖、炭材料、乳酸技术;介绍了餐厨垃圾资源化过程中产生的恶臭气体、废水污染问题以及污染控制相关研究进展。最后指出,对微生物厌氧反应机制的深入研究有利于实现相关技术在工业生产规模的优化,厨垃圾资源化工艺过程的污染控制需要进一步得到关注。