餐厨废弃物昆虫生物转化资源利用中的应用研究

在我国碳达峰碳中和发展战略背景下,餐厨有机垃圾的资源化处理已经成为垃圾分类末端处理处置的关键问题。昆虫蛋白行业市场规模高速增长,昆虫生物转化处理技术由于具有资源化利用水平高、投资成本低、产品多样化且经济价值高等特点,利用蝇蛆养殖生产高附加值的昆虫蛋白源饲料已逐渐应用于有机废弃物后端的处理处置中。从餐厨有机固渣的资源化利用角度出发,对红头蝇的生物特性、营养价值、生物转化路线以及终端昆虫蛋白产品的利用进行了详细阐述,以期为我国有机垃圾生物转化处理项目的开展及产业链的延伸提供指导与参考。

回料对餐厨垃圾二步法堆肥处理效果的影响

为探究堆肥回料替代部分餐厨垃圾好氧堆肥调理剂的可行性,采用中试规模的达诺滚筒(DANO)动态堆肥和静态堆肥结合的二步法堆肥工艺开展试验。将锯末和稻草分别与回料混合使用,分析不同比例(0、10%、20%和30%,分别记为M1、MH1-1、MH1-2、MH1-3、D1、DH2-1、DH2-2和DH2-3)回料替代部分调理剂进行好氧堆肥的效果。结果表明:利用DANO一次堆肥可以使堆体快速升温,且添加回料可以促进升温,7个批次可以维持大于55℃堆温超过12 d;回料添加量越大,易降解有机物越低,降解速度也越慢。锯末和稻草批次平均C/N降低率分别为5.42%和40.31%。添加回料能降低堆体生物毒性(8个批次的GI分别为48.35%、66.23%、54.78%、52.43%、71.89%、80.89%、73.12%和66.86%),提高腐熟度,从而提高GI。初始C/N、回料添加量和初始含水率分别控制在19∶1~24∶1、10%~20%和55%~60%情况下,二步法堆肥成品相关核心技术指标均符合NY/T 525—2021有机肥料的要求。

广东省典型城市污泥中三氯生及其转化产物的分布特征

三氯生(triclosan,TCS)因具有良好的杀菌、抗菌特性而被广泛应用于个人护理用品中,已成为全球性的新型环境污染物。该研究建立了结合态TCS的定量表征方法,完善了不同赋存形态TCS的分析方法。在此基础上采用液相色谱-三重四级杆串联质谱和气相色谱-三重四级杆串联质谱,定量分析广东省7家污水处理厂污泥中TCS和甲氧基三氯生(methyl triclosan,MTCS)的含量水平和组成特征;并通过表征结合态TCS在城市污泥中的含量水平,初步探讨了TCS在污泥中的赋存状态和转化。结果显示,城市污泥中普遍存在TCS和MTCS,同时可检测到结合态TCS,其含量水平范围分别为374.4~27 978.1、26.2~150.3和nd^129.1 ng·g^(-1),不同污水处理厂污泥中TCS或MTCS的含量可能受污水来源、日处理污水量、处理工艺等因素影响而存在明显差异;同时,污泥有机质可影响TCS的赋存形态。通过对不同污水源污泥中MTCS/TCS(0.3%~27.6%)和结合态-TCS/自由态-TCS(0.0%~8.6%)进行对比分析发现,生活污水源污泥中MTCS较多,结合态TCS较少,而混合污水源(即生活污水+工业废水)污泥则相反,表明TCS转化生成MTCS与TCS形成结合态之间可能存在竞争关系。研究结果可为加深对TCS环境转化与归宿的认识以及生态风险评估提供理论支撑。

不同有机物饲料对黑水虻生产性能和营养价值的影响

为探讨不同有机物饲料对黑水虻幼虫生产性能及营养成分的影响,试验以餐厨有机固渣、麸皮、苜蓿粉、玉米粉、烘干鸡粪等5种单一原料或其组合作为黑水虻幼虫饲料进行饲养,测定饲料、黑水虻幼虫、粪的营养成分,并比较分析各组黑水虻幼虫外观品相、生长性能、营养成分等的差异。结果表明:用餐厨有机固渣饲养的黑水虻幼虫粗蛋白(43.6 g·100 g^(-1)干基)、粗脂肪(28.4 g·100 g^(-1)干基)、盐分(3.5 g·100 g^(-1)干基)含量最高,高于以麸皮、50%麸皮+30%苜蓿粉+20%玉米粉、75%餐厨有机固渣+25%麸皮、烘干鸡粪、64%烘干鸡粪+36%麸皮饲养的黑水虻,且同等喂料量下昆虫转化率显著高于其他各组(P<0.05),虫体大、外观品相好,幼虫发育时间较短。综上,用不同有机物喂养的黑水虻幼虫营养成分不同,餐厨有机固渣饲养的黑水虻幼虫营养更为丰富,具有较高的饲料研究价值。

餐厨预处理三相水作为碳源在餐厨沼液处理中的应用研究

餐厨垃圾厌氧发酵后产生的沼液是一种高有机物、高氨氮、高总氮的高难度处理污水,此类废水在进行深度脱氨处理过程中,反硝化碳源严重不足,需投加碳源以提高脱氮效率,常用碳源价格昂贵,用于污水厂碳源成本较高。针对上述问题,设计以餐厨预处理三相水为碳源,主体工艺路线采用“预处理(离心脱水+气浮)+两级A/O+UF+混凝沉淀”工艺,设置5组试验,历时5个月运行进行检验。试验结果表明:5组试验出水均能稳定达到GB/T 31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》A级标准中的要求;餐厨预处理三相水作为碳源,可有效降低药剂成本;三相水作为碳源投加至滤液池中,药剂成本可降低41.25%。该运行方式在经济效益方面有明显的优势,可以为餐厨沼液处理及其他同类项目建设和运行提供有益参考与借鉴。

果蔬垃圾及餐厨浆液水解酸化处理试验研究

针对果蔬垃圾、餐厨浆液水解酸化反应进行研究,考察了人工接种厌氧沼液水解酸化阶段中,水果垃圾、蔬菜垃圾、果蔬混合垃圾以及餐厨浆液在不同工况下pH值、 NH_3-N、 TN、 COD、 BOD_5和VFA等指标的变化,探究水解酸化液作为水处理反硝化外加碳源的可行性。结果表明:缺氧状态下,pH值、温度、机械搅拌转速分别控制在6.8~7.2、 37.0℃、 150 r/min,不同反应体系稳定水解酸化均在第4天达到峰值,VFA占COD比例为18.7%~23.9%, m(BOD5)/m(COD)为0.27~0.39, m(BOD5)/m(TN)为4.0~13.1,各原料均具有较好的可生化性,水果垃圾和餐厨浆液的水解酸化产物可作为优质的污水反硝化碳源。

沉砂浮渣分离技术在餐厨垃圾处理中的应用研究

利用设计和研发的沉砂浮渣一体化分离设备对餐厨垃圾的分选机浆料和料斗沥水进行中试试验研究,并探讨设备的运行效果及其影响因素。结果表明,沉砂浮渣分离装置物料中重质沉砂、轻质浮渣和中间水相(有机浆液)分层特征相对明显,可实现三相分离状态。通过对比试验及优化分析,确定最佳工况条件为:停留时间为2d,转速33~42r/min,进料配比1∶4∶0(浆料∶沥水∶自来水),间歇进排料运行。相较于常州餐厨一期项目中静置除渣现状工艺,优化后工艺系统的稳定性和可靠性得到较大程度提升,出料残渣率(出渣率+出砂率)和有机质损失率分别降低4.57个百分点和6.14个百分点,出水TS降低4.47个百分点、VS/TS增加48.52个百分点、溶解性COD从150000mg/L提高到199600mg/L,兼具除渣、除砂和水解酸化的作用,对后续餐厨浆料提油及厌氧消化工艺的连续、稳定运行具有重要意义。

大物质分选机在餐厨垃圾预处理中的应用

餐厨垃圾预处理阶段物质分选对整体处理工艺影响较大,如果分选不到位,浆料中杂物多,会导致管道磨损严重、设备故障率高等问题。通过调节进料频率及大物质分选机的运行频率,探究大物质分选机较优的运行参数范围,使分选工作更加有效。试验结果表明:大物质分选机运行频率为70 Hz,进料频率小于17 Hz为较优运行参数,此时设备电流值较低且波动曲线较为平稳,分选料中有机质质量占比在33%~37%,与其他工况相比,有机质质量占比至少低了3%;运行工况的变化不会对浆料的组成成分造成影响,其中剩余物、果皮和骨头质量占比较大,三者占比总和在98%以上,其他杂物质量占比不超过2%。

餐厨垃圾处理系统中大物质分选试验研究

餐厨垃圾预处理阶段物质分选对整个处理工艺影响较大,分选不到位,浆料中杂质就多,导致设备故障率高、管路磨损大等问题。通过降低大物质分选机转速及进料频率对餐厨垃圾预处理系统中的分选单元进行试验研究。结果表明:随着转速的降低,可以达到分选出大块玻璃、陶瓷的效果。随着大物质分选机转速的降低,分选料含水率有所增加但不明显,含油率会有所增高,且存在将部分有机质分离出来等问题,但并未出现大量浆料被分选出的现象。随着进料频率增加,分选料含量随之增加。进料速度对分选料成分影响不大,整体数据较稳定。

餐厨垃圾处理系统中大物质+精细分选试验研究

餐厨垃圾预处理阶段中物质分选对工艺影响较大,杂质分选越彻底,杂质越少,设备故障率越低。针对餐厨垃圾预处理系统中大物质分选+精细分选进行试验,结果表明:大物质+精细分选(10 mm)对原始餐厨垃圾处理效果较好。处理后的大物质分选料含水率低于65%,含油率低于1%。处理后的精细浆料外观较细,含油率5%以上,筛上物占比30%~50%,含有的主要成分是菜、米粒、肉类等有机食物残渣,杂质较少(3%~4%),塑料占比基本为零。

餐厨垃圾处理系统中大物质分选试验研究

餐厨垃圾预处理阶段中物质分选对后面工艺影响较大,杂质分选越彻底,带入浆料中的杂质越少,设备故障率就会大大降低。本文对餐厨垃圾预处理系统中大物质分选单元进行调频试验研究,结果表明:随着分选机频率升高,分选料量有明显降低,分选料水含量明显减少,分选料中有机质和骨头含量呈现降低规律;随着分选机频率增加,浆料含水率呈现缓慢降低趋势,浆料中有机质和骨头含量也呈现降低趋势,另外浆料杂质中塑料占比呈现增加趋势。分选料与浆料的组成成分无明显相关性。

中链脂肪酸的研究进展

中链脂肪酸(medium-chain fatty acids,MCFAs)是指碳链长度在6~12个的饱和脂肪酸,主要来源于植物油和动物脂肪,具备一些有别于短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFA)和长链脂肪酸(longchain fatty acids,LCFAs)的化学特性,主要应用于制造香料、药物、饲料、抗菌剂、润滑剂、橡胶和染料等行业中。文章综述了MCFAS的理化特性,制备方法以及当前的相关应用。

机械分选制浆的餐厨垃圾制备生物炭的探究

餐厨垃圾资源化利用是城市垃圾处理与处置的重点问题,以机械分选制浆的餐厨垃圾为研究对象,探讨机械分选制浆的餐厨垃圾制备生物炭的可行性方法及性能分析。首先将餐厨垃圾进行机械分选制浆,粒径分析得到出料中<0.5 cm粒径的占比达到92.42%;再将除去杂质的出料作为制备生物炭的原料,利用热解炉在200℃低温段和400℃中温段分别制备生物炭。利用热重分析仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、量热仪等设备对原料及热解后的生物炭进行检测,结果表明,400℃温度下制备的生物炭热值可达到24.25 MJ/kg,该温度下制备的生物炭具有更高的热值、更高的表面粗糙度和更活泼的化学性质。从经济性和应用性方面考虑,中温段制备的餐厨垃圾生物炭在固碳方面提供了一定的解决思路。

典型餐厨垃圾处理实用技术探讨

餐厨垃圾是一种资源性废弃物,随着垃圾分类工作的不断推进,对餐厨垃圾进行高效资源回收与利用受到了广泛的关注。介绍了我国餐厨垃圾的组成、成分及特点,对厌氧发酵技术、昆虫生物转化技术、好氧堆肥技术以及焚烧和填埋技术等现有资源化处理工艺技术的现状、存在问题以及未来发展趋势进行综述。为我国餐厨垃圾处理工作的开展提供参考。

WLS型餐厨垃圾螺旋输送机性能的试验研究

为了更好地将餐厨垃圾中的游离水分理出来,实现餐厨垃圾的最大减量化,从餐厨垃圾前处理的螺旋输送环节出发,研究螺旋结构、螺旋转速以及螺旋螺距对餐厨沥水量的影响。由实验结果得出了固液分离装置中螺旋变径变螺距的相关实验参数:叶片个数为10个,螺距为320 mm,进料端螺旋轴直径为220 mm,出料端轴直径为480 mm;螺旋频率为32 Hz,螺旋速度为45 r/min。

餐厨垃圾处理系统中有机浆料加热试验研究

通过现场生产试验研究,探求餐厨垃圾处理系统中浆料加热方式对餐厨预处理工艺链的影响。浆料加热未开启运行工况下,固液分离机Ⅰ型出渣湿度高,筛网流水粘稠。间接浆料加热连续运转工况下,浆料仅能升温至50～55℃;对餐厨垃圾浆料逐步增温,固液分离挤压出水清爽度增加,固相出渣含水率降低,油脂溶出率显著升高。直喷浆料加热运行工况下,浆料可升温至65℃以上,固液分离出渣湿度低,含水率为50.5%,满足外运要求。

污泥脱水药剂中试试验研究

江苏某填埋场垃圾渗滤液的剩余污泥经脱水后含水率为88%左右,难以满足填埋要求,而且离心后的滤液中SS浓度较高,会对污水处理产生较大的负面影响。为解决该问题,开展了污泥深度脱水中试试验,通过分析絮凝剂的投加量以及多种絮凝剂组合投加对污泥脱水的效果,并对污泥离心滤液的各项指标进行分析,优选出最佳药剂组合方式及投加量。中试试验表明:采用PAM-CaO联合调理方法,再经过离心脱水,污泥的脱水效果最好,脱水后的污泥含水率最低可达75.16%,滤液SS浓度为180 mg/L,脱水污泥可满足混合填埋的要求。