微量金属对餐厨垃圾厌氧消化过程中氨氮含量的影响

以餐厨垃圾为研究对象,采用中温(35℃)厌氧消化,研究不同微量金属Fe、Co投加量条件下对餐厨垃圾厌氧消化过程中氨氮含量的影响。研究表明,投加微量金属元素在厌氧消化12d内会抑制氨氮的积累,而投加金属元素的量低于0.0025mgoL-1·d-1时,消化反应在12d后氨氮的积累量会提高,氨氮的积累速率最高分别为17.72mgoL-1·d-1、18.27mgoL-1·d-1。     

底物浓度对餐厨垃圾厌氧消化的影响

在中温(37℃)及固定接种比[菌泥∶餐厨=2∶1(挥发性固体质量比,VS)]条件下,考察了底物浓度(6%、9%、12%)对餐厨垃圾厌氧消化的影响。结果表明,底物浓度对累积甲烷产量、底物甲烷得率和容积产气率影响不同。随着底物浓度增加,累积甲烷产量逐渐增加,甲烷得率逐渐降低,容积产气率先增大后减小,相应的最大值及底物浓度分别为3 062 m L(总固体12%)、479 m L CH4/g挥发性固体(总固体6%)和730 m L CH4/(L·d)(总固体9%)。厌氧消化结束后,体系固形物去除率为19.24%~20.20%,挥发性固形物去除率为31.08%~32.63%。发酵结束后,消化液化学需氧量(COD)、碱度和氨氮浓度均随着底物浓度增加而增加,最大值分别为2 344 mg/L、7 232 mg Ca CO3/L和1 340 mg/L。采用Modified Gompertz模型对餐厨垃圾厌氧消化过程进行拟合,结果表明,总固体为6%时Mmax和Rmax最高,分别为486 m L/g和60.58 m L/(g·d)。     

餐厨垃圾的加入量对市政污泥厌氧消化的影响

研究了不同餐厨垃圾的加入量对市政污泥厌氧消化的影响,探求市政污泥厌氧消化的最佳工艺。在固含量为18％,接种量为20％的条件下,比较6种不同餐厨垃圾的加入量对市政污泥厌氧消化过程pH值、固含量（Ts）、挥发性有机物含量（VS）、日产气量、累积产气量的影响。结果表明,市政污泥与餐厨垃圾混合比例为40：60时,产气效果最佳,整个过程累积产气量为13289ml,物料固含量去除率为32．89％,挥发性有机物降解率为58．05％;市政污泥与餐厨垃圾混合消化比市政污泥单独消化相比。产气量和降解率都提高了,并且具有更好的系统稳定性。     

市政污泥与餐厨垃圾协同厌氧消化实验研究

本实验在中温条件下研究了不同餐厨垃圾与市政污泥配比对厌氧消化系统产气效率及VSS降解率的影响。结果表明：与市政污泥单独厌氧消化相比,协同厌氧消化可有效提高反应器的运行稳定性,其中市政污泥与餐厨垃圾配合比为0.5:1、HRT为20 d时,VSS降解效率达到71.25%,相对市政污泥单独厌氧消化提高了98.25%;当配合比为0.5:1、HRT为15 d时,产气量达到396 mL/g·VSS,相对提升了120%。说明协同厌氧消化可以显著提高厌氧消化的效率。     

造纸生化污泥和餐厨垃圾混合厌氧消化实验

采用中温单相间歇式厌氧消化工艺,对造纸生化污泥和餐厨垃圾进行混合厌氧消化制取甲烷,通过设计两种物料的不同配比(以挥发性固体VS计),研究了不同配比混合物料的产甲烷性能。实验结果表明,在中温(37±2)℃条件下,各发酵瓶(3个发酵瓶编号A1、A2和A3,分别为造纸生化污泥:餐厨垃圾=1:3,2:2和3:1)的甲烷累积产量和甲烷日产量均为A2>A1>A3,其中甲烷累积产量最高值为9743 mL,甲烷日产量最高值为650 mL;各发酵瓶VS的去除率也遵循A2>A1>A3,其中最高去除率达41%;各发酵瓶中挥发性脂肪酸(VFA)浓度和碱度大小顺序符合A1>A2>A3,其中A1出现了碱度和VFA浓度过高的现象,而A2和A3的碱度和VFA浓度均处于较适范畴。可见造纸生化污泥和餐厨垃圾混合消化产甲烷是可行的,两种物料的较佳配比是1:1。     

挥发性有机酸对餐厨垃圾产沼气过程中胞外多聚物影响研究

餐厨垃圾的厌氧消化处置被认为是一种高效环保的技术,在减量化的同时还能产生沼气。然而由于餐厨垃圾自身较高的有机物含量,会造成反应体系挥发性有机酸的大量累积,严重抑制产甲烷活性。胞外多聚物作为微生物分泌到胞外的活性物质,其含量和组成会因挥发性有机酸积累导致的反应环境变化而变化明显。实验结果表明:随着物料负荷的升高,反应体系乙酸累积量增加,最高达到17.93 g/L。不同物料负荷下,胞外多聚物总量在反应进行过程中变化不明显,然而主要成分多糖和蛋白质的比例变化较大。反应后期蛋白质质量分数增加,其中S2组蛋白质质量分数最高达到0.038 mg/g,这可能是微生物响应高浓度乙酸环境,缓解挥发性有机酸毒害所引起的。3种类型的胞外多聚物组成随物料负荷的增加变化不同。溶解型和疏松型多糖/蛋白质比例随物料负荷变化明显,12 h时SMP和LB-EPS变化幅度达到70.2%和74.7%,而紧密型多糖/蛋白质比例较为稳定。     

氯化钠对餐厨垃圾厌氧发酵产沼气影响

通过在餐厨垃圾发酵过程中添加不同质量浓度的氯化钠,分析厌氧消化过程中产气量、中间代谢产物、酶活等指标,考察氯化钠对厌氧消化产沼气的影响。结果表明,添加低质量浓度氯化钠对产沼气量影响不大,而添加高质量浓度氯化钠则对产气有较大的抑制作用,添加2 g/L氯化钠对餐厨垃圾厌氧发酵产沼气没有影响,添加5 g/L氯化钠产气量比对照提高7.5%,添加10、20、30 g/L产气量分别比对照减少17%、24%、51%。对不同氯化钠质量浓度下产气的情况进行了动力学拟合,结果表明:添加5 g/L氯化钠时,产甲烷过程与Cheynoweth方程的相关系数R2为0.991,甲烷产量B0为399 mL/g,反应速率常数k为0.114 d-1。高浓度氯化钠影响厌氧代谢过程使得丙酸和总有机酸累积。添加20、30 g/L氯化钠下脱氢酶活性受到严重抑制,添加氯化钠浓度10、20、30 g/L氢酶失活15%、55%、60%。     

餐厨垃圾与剩余污泥混合消化产甲烷性能及动力学分析研究

将餐厨垃圾与剩余污泥作为底物,设置VS质量比分别为1∶0,0∶1和1∶1 3组对照组,通过产甲烷性能和动力学的分析来研究单独厌氧消化与混合消化。结果表明在整个运行期间,除了可以提高产甲烷的效率,混合消化组还能缩短餐厨垃圾单独厌氧消化的产甲烷时间,其甲烷产量为233.394 m L/g VS,比餐厨垃圾与剩余污泥单独厌氧消化计算值198.939 m L/g VS提高17.4%,利用一级动力学模拟3组产甲烷量,相关性系数R2均大于0.989。餐厨垃圾组、剩余污泥组和混合消化组的G∞分别为276.5、113.955 m L/g VS和248.81 m L/g VS,与实际测量值285.24、112.238 m L/g VS和233.94 m L/g VS相近。同时对反应过程中的p H、VFAs、SCOD以及脱氢酶进行了对比分析,相比于餐厨垃圾的单独厌氧消化,添加一定的剩余污泥可以平衡营养物质,降低反应体系的酸化,使混合后的底物具有较大的缓冲能力,提高系统稳定性;而对剩余污泥单独厌氧消化而言,添加一定的餐厨垃圾可以增加有机物含量,提高了产甲烷处理效果。混合消化组的脱氢酶酶活在整个反应过程都大于餐厨垃圾单独消化,最大值为657.2 TFμg/(m L·h)。     

脂肪酶强化水解餐厨油脂促进厌氧消化

采用批次实验研究了脂肪酶预处理对餐厨油脂水解及其对厌氧消化性能的影响。首先考察了酶用量、水油比、pH和温度等因素对餐厨油脂水解的影响,进而通过响应面分析确定了其最佳预处理条件;最后基于预处理条件下的餐厨废水(含油脂)的厌氧消化实验,分析了预处理对餐厨废水厌氧消化的重要影响。结果表明:餐厨油脂的最佳预处理条件为:酶用量质量分数1.15%、水油质量比0.9、pH 8.0、温度42.5℃,水解率预测值为86.6%,重复实验水解率为(88.1±2.2)%,与预测值较为接近,表明该响应面模型能够很好地预测上述4个反应条件对水解的影响。对实际餐厨废水进行脂肪酶预处理和厌氧消化研究发现,加酶组的累积甲烷产量为572.12mL/g·COD,较餐厨废水组(368.86 mL/g·COD)和含油废水组(499.47 mL/g·COD)分别提高了55.10%和14.56%,表明餐厨废水中的脂肪具有较大的产甲烷潜力,脂肪酶预处理能显著提高油脂的产甲烷效率。对不同预处理条件下厌氧反应过程的pH、挥发性脂肪酸(VFAs)及脱氢酶活性进行了对比分析,发现酶促预处理对系统pH的影响较小;其对VFAs及脱氢酶活性的影响主要体现在厌氧消化前期,表现为对VFA及脱氢酶活性的显著提高,说明预水解能够保证产甲烷过程的底物供给并提高产甲烷效率。     

超声波-游离亚硝酸联合预处理污泥强化厌氧消化的机制解析

本研究对超声波（US）预处理、游离亚硝酸（FNA）预处理及超声波-游离亚硝酸（US-FNA）联合预处理对于污泥有机质溶出、絮体分散、细胞内容物释放及产甲烷性能的作用进行评估。结果表明,US预处理的主要作用是使絮体分散与胞外聚合物溶出,FNA预处理则是使细胞内容物释放。US-FNA联合预处理后,污泥甲烷产率较未预处理增加了37.1%,分别达到US预处理的1.07倍和FNA预处理的1.08倍,但US与FNA在联合预处理中所发挥作用各自独立,并未发现明显的协同增效作用。引入FNA会降低污泥厌氧消化初期产气速率,未对累积产气量造成显著影响。根据发酵后污泥微生物菌群的解析,发现FNA是影响污泥微生物多样性的主导因素。     

厌氧折流板反应器中消化过程模型的研究

本文对厌氧折流板反应器(ABR)中内部处理过程、相分离特性以及流体流动模型进行了较为详细的研究,对反应器处理酒糟废水的效能也进行了初步探讨。研究结果表明,ABR具有很高的去除水中SS的能力,其内部存在相分离现象,流体流动模型对单个液相间隔区为单级全混流,整个反应器为串联多釜。ABR对水质的改善表明,它将是第二代厌氧反应器用于处理高SS含量废水的一种有效预处理装置。     

油脂降解及其对餐厨废水厌氧发酵性能影响

采用批次试验研究餐厨油脂厌氧发酵性能及其对餐厨废水发酵产气的影响。结果表明:在高温条件下,餐厨油脂的产气过程与Modified Gompertz方程拟合较好,其产气潜力在894 mL/g左右。油脂降解初期出现产气延滞,且浓度越高延滞期越长。油脂质量浓度为10.0 g/L时,油脂降解产气效果最佳。通过单位油脂的产气量确定油脂的半抑制浓度为11.6 g/L。餐厨油脂与餐厨废水混合发酵时,不仅使产气量增加了131%,甲烷平均体积分数从58.93%增加到64.06%,提高了8.7%。     

超滤-厌氧生物法处理磺化化机浆废水的可行性研究

采用截留相对分子质量为６０００～３００００的４种超滤膜进行了蓝桉磺化化机浆废水的超滤－厌氧处理研究。结果表明：超滤浓缩液达到了碱回收工段对固形物含量和燃烧热的要求;滤过液的生物可处理性明显提高;经过ＰＥＳ６０和ＳＰＫ１００两种膜处理后的滤过液厌氧发酵后,出水水质达到ＧＢ３５４４—９２二级排放标准。     

Management and Utilization of Food Processing Wastes

ABSTRACT: Large quantities of both liquid and solid wastes are produced annually by the food processing industry. These waste materials contain principally biodegradable organic matter and disposal of them creates serious environmental problems. Factors affecting the costs of waste disposal are the volume or hydraulic load and the strength or organic load. The waste loads at the processing plant can be reduced significantly through the use of new or modified processing methods and through in-plant treatment and re-use. A number of waste treatment processes are available to make the wastewater suitable for discharge. The most widely applied processes are biological treatment, impounding in storage lagoons, and land irrigation. Most solid wastes are disposed of by returning them to the land. The key to minimizing the disposal cost is to remove excessive moisture from the wastes. Many opportunities exist for better utilization of food processing wastes. A variety of processes have been developed for converting the waste materials into bio-fuels, food ingredients, and other valuable bio-products.     

Ce3+对厌氧产氢性能影响

研究添加稀土元素Ce3+对废水产氢的影响。结果表明,稀土元素对产氢具有hormesis效应,添加Ce3+质量浓度为0.1 mg/L时,产氢量最大,为123.2 mL/g,是对照的120.3%。反应结束后,添加0.1、0.05 mg/L组的VFA量较大,分别为4 511.8、4 420.3 mg/L,是对照的1.49和1.46倍。各组分的葡萄糖利用率在76.2%~92.1%。脱氢酶活呈现先增加后降低趋势,添加0.1 mg/L组最大酶活为5 042.3μg/(g·h),是对照的110.0%。     

食物垃圾的处理及其综合利用

收集并利用餐厅、食堂废弃物为原料，首先通过物理处理，制成泔水浆料，然后再经微生物发酵处理，使之成为高价有机蛋白饲料，为食物垃圾的资源开发及综合利用开辟了一条有效途径，同时还可避免造成环境污染。食物垃圾饲料化处理投资少，不会产生二次污染，是城市食物垃圾的无害化、减量化、资源化处理的一条新途径。     

Relative Tryptic Digestion Rates of Food Proteins

The kinetics of tryptic digestion of different food proteins were studied by measuring trichloroacetic acid soluble peptide release and peptide bond splitting either by proton titration at constant pH or by recording the pH drop in nonbuffered suspensions. The theoretical basis of the pH drop assay was described. Application of this method for comparative studies requires complementary determinations of buffering capacities of the samples and the time course of the reference protein digestion. It was shown that milk powder preparations differed in digestion rates by a factor of two and various lots of commercial soy meals differed as much as by a factor of three. Relative digestion rates of some food proteins from different sources could not be characterized by a single figure.