生石灰干式消化工艺优化实验研究

采用自制小型间歇装置,研究不同消化条件对石灰干式消化速度及石灰比表面积的影响。在一定的工艺条件下,优化后的参数为：消化时间5~10 min,水灰比（物质的量比）1.5~2.0,搅拌速度150~250 r/min,消化水初始温度50~75℃,在一定条件下制备的消石灰比表面积达到25.5 m2/g。

石灰干式消化工艺参数优化选择

采用小型间歇消化装置,用正交试验法研究消化参数对石灰干式消化速度及消石灰结构性能的影响。实验结果表明,消化参数对消化结果的影响从大到小排序为:消化时间>水灰比>搅拌速度>消化水初始温度。优化后的工艺参数:消化时间为5～10min;水灰比(摩尔比)为1.3～1.6;搅拌速度为250～300r/min;消化水初始温度为25～45℃。优化工艺参数下制备的消石灰比表面和孔隙率最大可达25.69m2.g-1和75.09%。

厨余垃圾湿式与干式厌氧消化处理全链条碳排放比较分析

目前厌氧消化技术是我国应用最普遍的厨余垃圾处理技术,可分为干式与湿式2大类。厨余垃圾厌氧消化处理碳排放核算方法尚未建立。本研究基于沼液回流的“预处理制浆液+湿式厌氧消化”和“预处理除杂+干式厌氧消化”分别分析干式、湿式厨余垃圾厌氧消化工艺全链条的碳排放,通过确定厌氧消化的碳排放源与碳排放边界,测算直接碳排放量、间接碳排放量和可避免碳排放量,最后综合这3类排放量得出厌氧消化的净碳排放量。研究发现,采用沼液回流方式的干式厌氧消化工艺全链条碳减排量较高,达到了-84.43 kg/t,其中,干式处理直接碳排放主要来源为杂质焚烧,湿式处理直接碳排放主要来源为污水处理与杂质焚烧;两者的间接碳排放主要来源均为电力消耗。沼气发电与余热利用产生的碳减排效应是厨余垃圾厌氧消化处理全流程中最大的碳减排子项,以沼气产率为产出目标比以肥料为目标可产生更优的碳减排效应。本研究可为厨余垃圾厌氧消化碳排放方法学的建立提供参考。

厨余垃圾残渣与芦笋秸秆协同干式厌氧消化产甲烷研究

针对上海市湿垃圾处理厂厨余垃圾残渣及当地芦笋秸秆资源化利用率低的问题,对厨余垃圾残渣与芦笋秸秆协同干式厌氧消化产甲烷进行了批式实验研究。结果表明:当设置40 g/L有机负荷(以VS计)且各实验组的C/N分别为10.3、13.4、16.5、19.6、22.7进行厨余垃圾残渣与芦笋秸秆协同干式厌氧实验时,C/N为13.4的实验组获得的最大比产甲烷速率(以VS计)最高,为18.01 mL/(g·d),这时芦笋秸秆占整个进料原料的干基质量比为44.44%。微生物群落结构分析结果表明:各实验组在属水平上主要细菌为norank_f_norank_o_norank_c_norank_p_Firmicutes、norank_f_ST-12K33、Fastidiosipila、norank_f_Dethiobacteraceae等;在属水平上主要古菌为产甲烷菌Methanobacterium和Methanosaeta,且C/N为10.3的纯厨余实验组的氢型产甲烷菌Methanobacterium的丰度明显低于其他协同干式厌氧实验组。

餐厨垃圾干式厌氧消化污泥膨胀微生态特征

分别在推流式反应器(PFR)(R1)和完全混合式反应器(CSTR)(R2)中进行餐厨垃圾(KW)中温干式厌氧消化(AD),并采用Mi Seq高通量测序技术分析反应器污泥膨胀前后的微生态特征.结果表明,污泥膨胀后古菌群落结构变化不显著,R1和R2分别以乙酸营养型的Methanosaeta和复合营养型的Methanosarcina为优势产甲烷菌;而细菌群落中某些可能与污泥膨胀有关的菌属的相对丰度显著增大,包括能合成并分泌生物表面活性物质的菌属(如Corynebacterium、Lactobacillus等)和细胞壁含分枝菌酸的菌属(如Actinomyces、Corynebacterium).反应器在污泥膨胀前均经历了挥发性脂肪酸(VFAs)和氨氮积累,相应的,能贡献系统酸积累(如Petrimonas、Anaerosalibacter和Fastidiosipila等)和氨氮积累(如Proteiniphilum、Tepidimicrobium和Aminobacterium等)的菌属也大量增殖.

餐厨垃圾的干式厌氧消化处理技术初探

本文介绍了餐厨垃圾干式厌氧消化基本工艺,详细讨论了温度、TS、搅拌、接种物、碳氮比、有机负荷、pH值、碱度和VFA以及盐分对干式厌氧消化的影响,并提出了餐厨垃圾干式厌氧消化工艺今后的研究方向和开发前景。

玉米秸秆与餐厨垃圾干式厌氧共消化性能研究

以餐厨垃圾和玉米秸秆为底物,研究餐厨垃圾/玉米秸秆不同质量混合比(0,30%,50%,80%和100%)条件下干式厌氧共消化系统的产甲烷运行性能。研究结果表明:在混合比0~80%的范围内,干式厌氧共消化系统的产甲烷性能随着餐厨垃圾/玉米秸秆混合比的提高而增强。当餐厨垃圾/玉米秸秆混合比为80%时,干式厌氧共消化系统的运行性能最佳,系统累积甲烷产量和甲烷产率(以VS分解计)分别为1249 mL和662.2 m L/g,均高于以餐厨垃圾和玉米秸秆为单独底物的实验组。表明餐厨垃圾和玉米秸秆进行干式厌氧共消化产甲烷具有一定的可行性。

猪粪干式厌氧消化系统氨氮变化规律及影响

在中温(36℃)条件下,进行了猪粪干式厌氧消化中试试验,以探索系统运行过程中氨氮的变化规律。研究表明,厌氧微生物没有足够的驯化时间,对氨氮的耐受力较低。为促进厌氧微生物对高浓度氨氮的耐受力,进行消化液回流以逐渐提高氨氮浓度。但是持续快速升高的氨氮浓度会造成氨氮抑制,为防止这种现象的发生,对出料进行固液分离后只进行沼渣回流,氨氮浓度稳定在5 000 mg·L^(-1)。为了进一步考察氨氮的变化规律再次变为回流消化液,系统氨氮浓度逐渐升高达到6 000 mg·L^(-1),沼气产量由38 m^3·d^(-1)降为28 m^3·d^(-1)。说明沼渣回流比消化液回流对系统氨氮浓度能起到更好地控制作用。另外,酸碱比(VFA/TA)是否能作为系统稳定性指标,也会受到氨氮浓度的影响。

干式厌氧消化沼渣管理的研究进展综述

1研究亮点*综述了干式厌氧消化工艺产生沼渣的综合解决方案;*流变学参数可用于优化消化产物的脱水和调理工艺;*氨的释放是沼渣管理过程中的主要环境问题。2背景随着我国全面推行"垃圾分类"制度,分选出的湿垃圾(易腐垃圾)的处理和资源化利用成为生活垃圾全程分类体系建设的重要内容和工作难点。相较于适合混合垃圾处理处置的填埋和焚烧技术,厌氧消化处理易腐垃圾能获得清洁能源(沼气)和富含营养元素的消化产物。

城市生物废弃物干式厌氧消化温度实验研究

研究了温度对干式厌氧发酵过程的影响,结果表明温度对pH值影响,高温(55℃)处理pH值迅速达到最低值,中温(35℃)和室温处理相对滞后,室温处理在消化后期出现酸积累现象,pH值维持在较低水平;发酵后期中温处理和高温处理pH值回升。温度对氧化还原电位影响更为明显,氧化还原电位在消化初期下降很快,到达最低点后波动很小。在整个消化过程中的氧化还原电位依次为室温>中温>高温。高温处理VS去除率最高,其值为36.44%;从产气量及甲烷气体含量比较可知,高温处理效率也是最高,其值分别为2548mL、62%,产气时间最长。

酿酒废糟中温和高温干式厌氧消化及微生物群落结构的研究

为了探究不同温度条件下酿酒废糟干式厌氧消化系统表现及微生物群落结构差异,以酿酒废糟为原料,运行中温(37℃)和高温(52℃)干式厌氧消化反应器,研究产沼气效果及微生物群落的动态变化。结果表明,中温和高温条件下酿酒废糟沼气回收率分别达到了理论产沼气体积的41.32%和42.97%。中温系统中残留挥发性有机酸可以在31 d消耗完毕,而高温系统存在挥发性有机酸积累的风险,44 d才能将残留挥发性有机酸完全消耗。通过分析微生物群落结构发现,在细菌属水平上,高温系统中Defluviitoga和Clostridium优势显著,中温系统中Petrimonas优势显著。中温和高温系统厌氧发酵过程中产甲烷群落均由乙酸营养型产甲烷菌(Methanosarcina)向氢营养型产甲烷菌(Methanoculleus)转变,但产甲烷菌种类和丰度存在明显差异。

猪粪干式厌氧消化中试试验研究

试验采用牛粪消化液为接种物,在中温(36℃)条件下,对猪粪进行了干式厌氧消化中试试验。结果表明,随着进料量由300 kg·d^(-1)提高到450 kg·d^(-1),系统表现出了较好的稳定性,沼气产量为30~35m3·d^(-1),甲烷含量在57%~62%范围内,含水率下降到81%~82%,VS下降到71%~72%,VS去除率在40%左右,p H值在7.98~8.20范围内,碱度由15000 mg·L^(-1)升高到23000 mg·L^(-1)。随着试验的进行,系统氨氮浓度不断增加,为了防止氨氮抑制情况的发生,从第42天开始对出料进行固液分离,只回流沼渣,最后氨氮浓度稳定在5000 mg·L^(-1)左右,游离氨浓度在750 mg·L^(-1)左右,厌氧消化系统没有出现明显的抑制现象。但就产气情况来看,随着进料量的提高,产气量并没有上升,系统现阶段处于抑制平衡状态。

餐厨垃圾干式厌氧消化的试验研究

采用猪粪厌氧消化的消化污泥为接种物,在中温(37℃)条件下,以连续进料的方式对餐厨垃圾的干式厌氧消化进行了运行试验研究,监测整个试验过程中产气量、pH、VFA、碱度、酸碱比等能够反应厌氧消化系统指标。结果表明,实验中系统最佳有机负荷为2.3 kg/(m^3·d)(以VS计)。正常运行过程中pH稳定在8.2～8.5之间,VFA稳定在7 300～12 000 mg/L,碱度在17 000～19 000 mg/L范围内,氨氮在3 500～5 500 mg/L范围内,底物含水率b保持上升并且达到93%左右。

餐厨垃圾三相分离的固态残渣与水稻秸秆混合干式厌氧消化的产气规律研究

餐厨垃圾三相分离后的固态残渣碳氮比较低,通过添加水稻秸秆调节其碳氮比后开展干式厌氧消化序批实验,考察其产气规律。结果显示:在65 d的发酵周期内,纯餐厨废渣的干式厌氧消化产气潜力为389.5 mL·g^(-1)VS,按5∶1的比例加入水稻秸秆的产气潜力可以达到409.9 mL·g^(-1)VS,二者混合发酵产气率较单一原料增加27.3%;发酵过程中氨氮积累至4000 mg·L^(-1),Methanosarcina是餐厨废渣厌氧消化过程中的优势产甲烷古菌,其相对丰度高达91.7%。

餐厨垃圾的干式厌氧消化处理技术探讨

随着时代的发展,人们对于环境的重视程度也在不断的提高,对于垃圾处理的方式也在不断进行革新.日常生活中的垃圾大多数都是餐厨垃圾,本文主要介绍了餐厨垃圾的干式厌氧消化处理技术,提出了利用厌氧消化技术进行垃圾处理的同时还能够进行废物利用的方式,这也是当前进行餐厨垃圾处理的新趋势.本文分析了餐厨垃圾的特点、厌氧消化的原理和特点以及餐厨垃圾干式厌氧消化的影响因素.

基于物质流分析餐厨垃圾厌氧消化工艺的问题与对策

采用物质流分析方法,评估了我国现有餐饮垃圾和厨余垃圾厌氧消化的9种典型工艺模式,估算了气、液、固三相产物和残余物产生量,计算了物料在预处理、厌氧消化、固液分离、污水处理等主要技术单元的物流分配,分析了这些工艺模式的特点和局限性。物质流分析结果表明,厌氧消化和沼液处理成为调控物流分配的核心单元;改善干式厌氧消化技术和高稳定沼液资源利用技术的整合水平,是化解废物流通量随处理流程持续增加的关键;而干式厌氧消化技术的应用受到沼渣和沼液处理脱水污泥的消纳出路限制;预处理和液体回流等单元环节均有优化空间。因此,应从城市固体废物全系统管理(包括与污水处理的衔接)的角度,综合应用物质流分析等决策工具,认识餐厨垃圾处理厂在环境管理和生态保护中的作用。

城市食品废弃物高固体含量厌氧消化过程

在干式厌氧消化过程中,pH呈现先降后升趋势,ORP值初期迅速下降,中后期维持在-300mV左右,为产甲烷菌的生长提供了良好环境;消化早期营养丰富,微生物生长旺盛,纤维素酶活力与果胶酶活力较高,后期活力下降,主要以产甲烷菌群生长为主;氨氮与蛋白质在消化过程中变化趋势相反,后期含量相对较高;TS、VS变化呈下降趋势,去除率分别为54.96%,17.63%;CODcr从消化过程初始52332.66mg/L下降至28033.73mg/L,去除率为46.43%,累积产气量为24339mL;产气潜力为268.05mL/gTS,338.36mL/gVS。

餐厨垃圾厌氧消化系统运行恢复实验分析

餐厨垃圾中温(36±1)℃干式厌氧消化由于系统含水率不断升高而最终导致运行失败,在保持相同的运行条件下,对进料含水率为82%的餐厨垃圾采取停料调节为主沼渣回流为辅的方式对运行失败的厌氧消化系统进行了系统活性恢复实验研究。监测并分析了整个实验过程中产气量、p H、VFA、碱度和消化液含水率等能够反应厌氧消化系统性能的指标。经过大约26 d的调节,将干式厌氧消化系统内的含水率、VFA分别控制在86.70%~87.73%、9 458~10 778 mg/L之间的平稳状态,并得到较高的产气率61 L/d。调节手段起到了预期的作用,系统获得良好的恢复效果。

有机生活垃圾高温干式厌氧处理技术探讨

分析了城市生活垃圾厌氧消化的基本原理和高温干式厌氧消化工艺,温度对干式厌氧消化的影响,随着固含率的升高,中低温已不能满足厌氧消化的要求。对城市生活垃圾的湿式/干式厌氧消化工艺进行了比较,同时介绍了干式厌氧消化/好氧堆肥工艺。厌氧生物处理技术是进行城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化处理,实现垃圾循环利用的较好的方法。

含固率和有机负荷对厨余垃圾厌氧消化性能及沼渣特性的影响

为提高厨余垃圾厌氧消化性能和促进沼渣资源化利用,以底物降解效能和产甲烷量最大化为目标,分别考察不同进料总固体(TS)含量(含固率)(12%、15%、18%、25%、28%、33%)和有机负荷〔8.5、10.5、13.5 g/(L·d),以挥发性固体(VS)计〕条件下厨余垃圾的中温厌氧消化特性,并对最优进料参数下沼渣特性和资源利用潜力进行分析.结果表明:进料TS含量是影响厨余垃圾厌氧消化效能的重要因素,调节进料TS含量至25%时可获得最大累计产甲烷量(16.81 L)和最高单位容积负荷累计产甲烷量(42.01 L/L),挥发性固体降解率达72.29%,系统运行稳定.在进料TS含量为25%的条件下,系统累计产甲烷量随有机负荷的增加呈先升高后降低的趋势,有机负荷为10.5 g/(L·d)时,系统累计产甲烷量和挥发性固体降解率最高,分别为24.04 L和79.64%,未产生酸抑制现象.厌氧消化过程中产生的副产物沼渣中有机质和总养分含量较高,电导率和重金属含量较低,pH适宜,满足《有机肥料》(NY 525—2021)和《绿化用有机基质》(GB/T 33891—2017)的要求.研究显示:当进料TS含量为25%、有机负荷为10.5 g/(L·d)时,厌氧消化系统运行效能最优;沼渣营养成分较高、生物毒性较低,具有较大资源化利用潜力,后续经脱水处理并提高腐熟程度后可进行应用.