城市生物质废物厌氧消化处理可行性分析

城市废物传统的处理方式主要包括卫生填埋、焚烧和堆肥,而近年来,随着城市生活垃圾中生物质废物的增加以及世界能源短缺现象的加剧,具有废物处理和资源回收双重效益的生物质废物厌氧消化技术日益受到世界各国的广泛关注。文章分析了我国城市生物质废物的种类和性质,指出了采用目前的三种传统废物处理方式处理我国城市生物质废物的弊端,并提出了利用厌氧消化技术处理城市生物质废物的适用性,对比分析了上述四种废物处理方式的优缺点,并从政策方向性、技术工艺可靠性、原料和市场稳定性,以及环境、经济和社会效益优良性等多方面对城市生物质废物厌氧消化技术的可行性进行了分析,说明厌氧消化技术必将成为未来生物质废物资源化处理的发展趋势。

我国生物质废物污染现状与资源化发展趋势

我国的生物质废物具有产生量大、可降解有机物含量高的特点,如果能对其进行有效的利用,不但能减少污染,还将会有助于缓解我国能源短缺的现状。介绍了我国生物质废物的污染现状及生物质废物资源化的主要途径,指出我国生物质废物资源化中存在的问题,并提出今后的发展方向及发展对策。

城市生物质废物水热预处理技术工艺研究

针对城市生物质废物易降解有机物含量高、含水率高的特点,开展水热预处理技术工艺研究,结果表明,水热温度175℃、水热时间60 min为最佳的工艺条件,此时VSS水解率达到57.89%,SCOD浓度增加到128.80 g/L,黏度降低为5 400 Pa.s,上清液的产甲烷量是原始物料的1.7倍,厌氧消化性能得到了提高。

农村生物质废物厌氧消化技术研究现状及展望

分析我国农村生物质废物的特点和产沼潜力,介绍农村生物质废物厌氧消化技术的控制因素及干式、湿式系统的典型实例。

城市生物质废物的水解产酸研究

采用CSTR反应器处理城市生物质废物,并进行水解产酸试验,结果表明:CSTR反应器从启动至稳定共运行了227 d,整个过程经历了丁酸型发酵向乙醇型发酵的演替,水解率达到(19.0±4.7)%。丁酸型发酵产物以丁酸和乙酸为主,分别占总有机酸的45%～61%和30%～42%,容积产气率约2.5 m3/m3,H2含量约41%;乙醇型发酵产物以乙酸和乙醇为主,乙酸浓度占总有机酸的80%～95%,乙醇浓度达到11 000 mg/L左右,容积产气率约0.2 m3/m3。从发酵产物的成分和VSS的转化考虑,乙醇型发酵比丁酸型发酵更适合两相厌氧消化系统。

生物质废物和生物质废物清洁燃气化技术

生物质废物包括生活垃圾、市政污泥、餐厨垃圾、工业生物质残渣、禽畜粪便和农业秸秆等城市及工农业废物，在资源和能源2个方面都蕴藏着巨大商机。整体上，我国生物质利用企业尽管数量较多，但是技术含量不够，设施运营不稳定，加之产业链上下游不衔接，严重限制了产业的良性发展。

生物质废物裂解炉述评

裂解是目前国内外处理生物质废物的常用工艺之一,而裂解炉是生物质废物裂解工艺的核心装备。文章介绍了固定床裂解炉、回转窑、流化床裂解炉、管式裂解炉、等离子体裂解炉和微波裂解炉等几种炉型的特点,最后提出回转窑仍是大规模生物质废物裂解炉的首选,而管式裂解炉和等离子体裂解炉具有良好的应用前景。

城市生物质废物热水解-ASBR厌氧消化研究

通过热水解预处理提高城市生物质废物的固体有机物溶解率，使用厌氧序批式反应器（ASBR）提高生物质废物厌氧消化效率．结果表明，热水解的优化条件为175℃、60min，餐厨垃圾、果蔬垃圾和污泥的挥发性悬浮固体（VSS）的溶解率分别为31．3％、31．9％和49．7％．热水解后餐厨垃圾、果蔬垃圾和污泥中液态有机物占总有机物的比例分别为54．28％、58．14％和40．91％．在水力停留时间（HRT）20d的条件下，2个ASBR反应器（简称A1和A2）与1个连续流完全混合反应器（CSTR，简称C）同时启动，COD容积负荷3．2～3．6kg／（m^3·d），3个反应器的平均日产气量分别为：5656mL／d（A1）、6335mL／d（A2）、3103mL／d（C）；VSS的降解率分别为45．3％（A1）、50．87％（A2）、20．81％（C）．TCOD的去除率分别为88．1％（A1）、90％（A2）、72．6％（C）．ASBR反应器通过沉降使固体有机物和厌氧微生物获得较长的停留时间，在HRT20d时获得的污泥停留时间（SRT）超过130d，因此，获得比CSTR更高的处理效率．

生物降解木质纤维素类生物质固废物的研究进展

自然界中的细菌、真菌和放线菌以及某些病毒都是能够降解某种纤维素的重要微生物,现代科技的发展使这种降解功能得以被发现。自然界的各种微生物在生物质固废能源转换和利用上具有十分重要的作用,不仅能够变废为宝,还能对生物质固废进行资源化利用。文章对生物质固废的相关处理技术、生物降解木质纤维素类生物质固废物的成果进行分析,总结了将微生物应用于生物质固废处理中的相关技术,并以物质纤维素固废为单位探讨分析相应的技术,旨在为我国的资源利用和绿色发展提供帮助与参考。

城市生物质废物中温单级厌氧消化中试研究

建立了城市生物质废物中温单级厌氧消化中试反应器,对城市生物质废物厌氧消化过程系统稳定性、产甲烷性能及有机物的去除效果进行解析。反应器稳定运行410 d,共经历2.4、3.6、4.8、6.0 kg VS/(m3·d)4个负荷,反应器pH稳定在7.2～7.6之间,有机酸浓度<500 mg/L。在负荷6.0 kg VS/(m3·d)时反应器平均容积产气率4.25 m3/(m3·d),有机物去除率为63.2%;另外,实验结果表明,厌氧消化过程对蛋白质、脂肪、纤维素及多糖类物质的去除效果有明显差异,其中脂肪类物质去除率为98.2%,产沼气贡献率为38.8%。实现了针对我国城市生物质废物的高负荷高效厌氧消化,为我国城市生物质废物厌氧消化规模化处理提供了基础数据。

城市生物质废物厌氧消化前后粒径分布特征解析

在稳定运行的城市生物质废物厌氧消化中试研究结果基础上,对基质及消化液的有机物粒径分布特征进行解析。在反应器有机负荷为2.4、6.0和8.0 kg VS/(m3·d),停留时间为50、20和15 d 3个状态下,反应器对城市生物质废物有良好的去除效果,VS去除率均在60%以上。其中粒径>96μm的大颗粒有机物去除率均在80%以上,负荷及停留时间对大颗粒有机物的去除效果没有表现出明显影响;随着负荷的增加及停留时间的缩短,消化液中粒径范围0.45~74μm的有机物及溶解性有机物的含量增加,去除率降低;研究结果表明,在传统的厌氧消化条件下,对于本研究中的城市生物质废物而言有机物的酶解过程是主要限速步骤。

生物质废物热解过程中气相产物的生成及等离子体重整研究

针对松木屑的热解以及产物的等离子体重整进行研究。热解温度分别为400,500,600,700,800℃时,在加热30 min的条件下,主要气体产物是H2、CO、CH4和CO2,热解气的总生成量的摩尔分数由46.11%(400℃)增至80.12%(800℃)。介质阻挡放电等离子体重整结果显示,随着放电功率的增加,CH4和CO2的转化率以及H2/CO的摩尔比都呈现增长趋势,控制等离子体重整条件有助于获得高品位能源。

基于水热改性和厌氧消化的生物质废物处理技术

在分析生物质废物共有特性的基础上,探讨了生物质废物处理技术路线选择与设计思路,遵循减量化、无害化与资源化均衡考量原则,提出基于水热改性和厌氧消化的技术方案,并对这一技术的设计要点和水热改性工艺的系统构成及主要工艺参数进行阐述。最后简要介绍了一个将该技术用于市政污水厂剩余污泥处理的工程应用设计实例。根据该应用实例,厌氧消化所产沼气足够用来供给水热改性工艺所需的热量并有富余,采用180℃的水热反应温度可在显著提高厌氧消化效率的同时,通过压滤脱水即可获得含水率为45%左右的残渣。

生物质能利用技术-厌氧消化技术的研究新进展

厌氧消化技术是最重要的生物质能利用技术之一。厌氧消化技术是实现废物污染防治和能源回收利用的有效方法。本文综述了厌氧消化技术利用生物质废物回收利用生物质能的最新研究进展,分别介绍了生物质废物厌氧发酵产乳酸,氢气和甲烷的机理,研究现状和存在的问题,并对其进一步发展和未来的应用前景进行了分析和展望,为寻找适合中国的垃圾处理技术提供一些参考。

秸秆废物高值转化5-羟甲基糠醛的研究动态分析

废弃秸秆产量大,以秸秆类生物质废物制备5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural, HMF),是绿色安全资源化处理处置的途径之一,可有效缓解固废处置、可再生能源发展和环境的压力,为国家战略储备提供新思路。为了解秸秆废物高值转化HMF的研究热点与发展趋势,借助文献计量方式进行归纳总结,利用VOSviewer和CiteSpace软件对关键词进行可视化分析。结果显示:近20 a,国内外研究热点主要聚焦于秸秆废物的预处理、生物质高值转化HMF的核心技术以及制备HMF的潜力提升策略等方面。然而,该领域发展过程中仍存在HMF产率低、预处理成本大、分离提纯困难和产业化困难等问题,还有待进一步的开发和探索。根据对研究主题发展脉络和突现词分析,推测制备液体燃料、精细化学品等可能是秸秆废物高值转化HMF的发展方向,可为秸秆废物高效高值利用提供科学支撑。

中小城市有机废物的共同处置探讨

分析了南方某市生物质废物处置现状以及存在的主要问题,提出了中小城市生物质废物的综合处理对策。