餐厨垃圾固相油脂液化及分离回收的影响因素

为提高餐厨垃圾废油分离回收效率,通过试验研究了湿热温度、处理时间等湿热处理参数和粗粒化床高、油水混合液温度、流速等对餐厨垃圾废油脂分离回收效率的影响。结果表明,160℃湿热处理80m in时,餐厨垃圾固相内部油脂液化浸出效果较佳。餐厨垃圾脱出液中粗粒化油脂回收的适宜条件为:塑料纤维材料粗粒化效果优于金属丝材料;粗粒化床高35 cm,分离床入口油水混合物温度为40℃时油水分离效率较高。另外,在满足处理能力的情况下,适当降低粗粒化床进口液体流速可以提高粗粒化效果,当流速低于0.825m/s时,可以保证油脂回收率为75%以上。     

新型油水分离器提高含油污水处理效率的实验研究

针对大庆油田产油高含水背景,为了提高油水分离效率、减少污水沉降罐的数目,达到节能降耗的目的,在多杯等流型油水分离器的基础上,与粗粒化技术相结合进行了油水分离实验研究。与未连接粗粒化的油水分离器分离效果进行了对比。实验结果表明:新型油水分离器连接粗粒化装置后的最高油水分离效率可以达到92.12%,最大处理效率是现场大罐的246.5倍。未连接粗粒化的新型油水分离器的处理效率是现场用大罐的59.2倍。使用粗粒化后可达到节能降耗的目的。     

湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响

为探索湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响,在含固率为20％、发酵温度55℃的条件下进行厌氧发酵试验。采用L9（33）正交试验设计,研究湿热预处理的加水率、温度、时间对餐厨垃圾干式厌氧消化产沼气的影响。结果表明：湿热处理后餐厨垃圾的理化性质有明显变化,日产气量、累积产气量以及TS和VS的去除率明显升高。当湿热预处理条件为加水率50％、温度120℃、时间80 min时,SCOD值最高,为101050 mg／L,比未处理时提高了5．6倍。同样,该条件下日产气量出现的两个产气峰值最高,累积产气量也最高,为269．10 ml／gVS,与未处理相比累积产气量提高49．4％。各因素对餐厨垃圾厌氧发酵产气量影响的主次关系为：温度＞时间＞加水率,处理温度和处理时间对产气量有显著性影响,加水率对产气量影响较弱。     

新型家用餐厨垃圾处理设备的研究

通过分析和总结国内餐厨垃圾特性及其处理方法,根据机械设计及自动化原理、微生物发酵原理开发一种新型家用餐厨垃圾处理设备。餐厨垃圾处理设备采用破碎、搅拌、固液分离、发酵等餐厨垃圾处理工艺;设备采用单片机作为核心控制单元,控制系统包括温度控制和定时控制。通过样机测试,确定设备内的温度控制在设定范围。此种新型家用餐厨垃圾处理设备在搭配合理菌种数量的情况下,温度在60～70℃时,降解率可以达到86%。通过菌种降解处理后,餐厨垃圾最终降解为水、二氧化碳以及有机物,可以减少餐厨垃圾对环境的污染,对降解餐厨垃圾具有实际的参考价值和意义。     

餐厨垃圾发酵产微生物油脂的原液预处理

为了经济高效地利用餐厨垃圾发酵产微生物油脂,采用杯罐实验对餐厨垃圾原液进行热预处理、酸碱预处理和氧条件预处理,以探求酿酒酵母菌S.cerevisiae发酵产微生物油脂的最佳预处理条件。试验结果表明,餐厨垃圾原液热预处理的最佳温度为60℃,60℃温度下预处理2h后,餐厨垃圾水解液中的还原糖百分数和氨基酸态氮含量达到最大,分别为3.780 4%和0.539 mg/mL;pH值为[2,11]的酸碱预处理中,pH值为8时效果最佳,此条件下还原糖百分数和氨基酸态氮含量分别为3.210 4%和0.889mg/mL;相对于好氧条件,餐厨垃圾原液在兼氧条件下处理24h还原糖百分数和氨基酸态氮含量均较大,其值分别为3.221%和0.56mg/mL。在试验获得的最佳预处理条件下,采用Saccharomyces cerevisiae As2.516作为供试菌株,以预处理后的餐厨垃圾水解液加入量90%(V/V)、搅拌速率150r/min、通气量2.5L/min、发酵周期7d为基础发酵条件,进行1L发酵罐发酵,获得油脂产率为26.86%。     

餐厨垃圾发酵产油脂的复合酶制剂水解试验

为使餐厨垃圾能有效地通过微生物发酵产油脂,采用复合酶对餐厨垃圾进行水解预处理研究。研究结果表明,复合酶中淀粉酶、糖化酶、蛋白酶和纤维素酶投加量分别为92.5,1 250,3 000,100活力/g原料时,效果最优;其水解产物中氨基酸态氮浓度为137.7mg/L,还原糖的质量百分比含量为11.11%。在复合酶各组分投加量一定时,水解效果受pH值、温度和水解时间影响。试验结果表明,pH值为6、温度为55℃、水解时间为30min时,水解效率最高;在最佳水解条件下,每升水解液经从土壤筛选分离的菌种B发酵7d后,生物产量36.9g,微生物油脂产量5.172g。     

以黑水虻为核心的新型餐厨垃圾处理系统的构建

黑水虻是一种食腐性昆虫,近年来被人们广泛研究和运用于餐厨垃圾的处理。传统的餐厨垃圾处理工艺只处理餐饮企业所产生的餐厨垃圾(点源),家庭所产生餐厨垃圾(面源)未能进行有效收集处理。新型餐厨垃圾处理系统建立了传统餐厨垃圾处理模式和区域化餐厨垃圾处理模式两种处理模式分别用以解决点源和面源餐厨垃圾的处理问题。同时新型餐厨垃圾处理系统由区域规划与管理系统、运输车辆调度管理系统、生物科技园区管理系统和产品研发及维护系统组成,为实现餐厨垃圾处理区域点、面源全覆盖,促进居民垃圾分类的积极性和责任感,提高餐厨垃圾的回收和资源化利用提供思路和解决方案。     

餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的初步探究

餐厨垃圾在城市生活垃圾中占很大比重,利用微生物技术对餐厨垃圾进行处理并产生能源物质是当前处理餐厨垃圾的主要趋势。研究利用微生物厌氧发酵处理餐厨垃圾产生沼气。实验确定了利用新鲜牛粪和活性污泥做种源处理餐厨垃圾;初步确定了发酵过程中的主要参数：严格厌氧,发酵温度37℃,餐厨垃圾固形物含量不高于25%,接种量占发酵原料的25%~33%均可,发酵pH维持在7左右,发酵周期为15天,存在两个产气高峰,分别存在于接种后的第4~6天,9~11天。     

餐厨垃圾分拣处理装置结构设计研究

设计了一种餐厨垃圾自动分拣处理装置,集成了搅碎、内滚筒筛选和油液分离等模块以实现机构的功能要求。该分拣系统可以对餐厨垃圾内的可二次利用资源及不可降解垃圾进行细致分离。本分拣系统的特点是:大量餐厨垃圾进行无害化处理,资源的再利用,同时减少二次污染,具有较大实用价值。     

回料对餐厨垃圾生物干化效率及能耗的影响

针对生产实践中,餐厨垃圾快速生物干化存在辅料供应量不足、处理周期较长等问题,基于外源辅助加热的生物干化系统,通过连续运行10 d,分析不同比例(0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％和35％,分别记为T0-25、T5-20、T10-15、T15-10、T20-5、T25-0、T30-0、T35-0)回料替代辅料的餐厨垃圾生物干化效率及能耗.结果 表明:不同比例回料替代辅料均可以促进餐厨垃圾堆体升温,达到物料快速生物干化;在生物干化过程中,30％和35％回料替代辅料的餐厨垃圾生物干化处理脱水效果最好,第4 d的含水率较无回料添加的对照组分别低19.09％、18.21％.但随着回料添加量的增加,单位质量餐厨垃圾水分去除能耗整体呈现升高趋势,添加10％回料(T10-15)替代辅料的生物干化处理组单位质量干化所需能耗最低(1.34 kW·h),与无回料添加(T0-25)的对照组(1.26 kW·h)能耗最为接近.因此,在餐厨垃圾快速干化处理实践中,若锯末等辅料供应量不足,可以考虑采用添加10％回料代替辅料对餐厨垃圾进行生物干化.     

复合酶酶解餐厨垃圾的工艺条件优化研究

采用复合酶处理餐厨垃圾，旨在酶解餐厨垃圾中的营养物质和降低其固形物含量。以餐厨垃圾的降解率为优化指标，通过单因素实验初步探究复合酶添加量及比例、酶解时间、反应初始pH值、酶解温度等因素对酶解反应的影响。采用L9(34)正交实验进行工艺优化，得到最佳工艺条件为酶制剂添加量0.7%、反应初始pH6.0、酶解温度55℃，此时餐厨垃圾的降解率为33.98%。     

餐厨垃圾湿热处理的影响因素

为了优化餐厨垃圾湿热处理工艺参数,对温度、加热时间、加水率等因素进行了U24(63)均匀试验,考察了各因素对产物还原糖、有机质含量和总能的影响。并进一步对温度、加热时间进行了2因素5水平的完全试验,分析了各因素对湿热产物的影响机理。结果表明,各因素对处理产物还原糖含量、有机质含量的影响显著性从高到低的顺序为:温度、加热时间、加水率,对总能影响较显著的因素为加水率;最适宜的工艺条件为:温度120℃,加热时间80min,加水率50%;随着温度的上升和加热时间的延长,产物pH值呈大致下降趋势,可溶性有机物和还原糖含量明显升高,有机质含量、总能变化不显著,产物脱水性能有所改善。说明湿热处理对餐厨垃圾的营养结构和脱水性能具有较大影响。     

加热对餐厨垃圾生物干化能效及氮损失的影响

针对餐厨垃圾生物干化处理周期长、脱水效率低的问题,基于外源辅助加热的生物干化机,比较不同加热温度(加热板设置温度)/加热时间(分别记为CK、JR 55-30、JR 75-30、JR 95-30、JR 105-20、JR 105-30、JR 105-40、JR 115-30)对餐厨垃圾生物干化过程系统脱水能效及氮素损失的影响.结果 表明:CK、JR 75-30和JR 105-30的单位质量水分去除能耗较低,分别为0.58、1.24和1.34 kW·h/kg,其余处理在1.42～1.61 kW·h/kg;JR 105-30、JR 105-40、JR 115-30的水分去除效率较高,别为84.22％、92.27％、84.77％;其余处理均在26.86％ ～76.82％;加热温度越高、加热时间越长,总氮(TN)和铵态氮损失率越大,8个处理的TN损失了6.16％ ～ 22.03％,铵态氮损失了19.15％ ～60.87％.Pearson相关性分析结果表明TN、铵态氮与含水率(MC)呈现显著正相关(P＜0.05),与电导率(EC)呈现显著负相关(P＜0.05).JR 105-40处理的单位质量水分去除能耗为1.52 kW· h/kg,比CK(0.58 kW·h/kg)高0.94 kW· h/kg;水分去除效率为92.27％,比CK(26.86％)高65.41％;TN损失了19.49％,比CK(6.16％)高13.33％;铵态氮损失了57.45％,比CK(19.15％)高38.30％.在保障快速干化效率的基础上,建议采用JR 105-40对餐厨垃圾进行生物干化;4 d内可以使餐厨垃圾含水率下降到28.56％.研究结果为餐厨垃圾快速生物干化处理外源加热温度/时间的选择提供了参考.     

热处理对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

餐厨垃圾中有机物含量高,以沼渣为产氢菌种来源,利用餐厨垃圾为原料研究厌氧发酵制备氢气,研究通过热处理沼渣对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响。结果表明,餐厨垃圾是理想的厌氧发酵产氢底物,热处理能够有效的抑制耗氢微生物的活性,提高产氢气浓度。未加热处理发酵产气量大,氢气最大浓度为29%;100℃加热处理15 min发酵产氢气最大浓度为38%,产气量大;100℃加热处理30 min发酵产氢气最大浓度为35%,产气量下降。以餐厨垃圾为发酵底物微生物产氢发酵的最佳p H值为5.0~6.0。     

餐厨垃圾产乳酸酶解发酵工艺的优化

餐厨垃圾含水量高且极易腐烂.在大中型城市,每天会产生大量的餐厨垃圾,这些餐厨垃圾会造成环境污染.寻求简单、环保、有效的餐厨垃圾处理途径正成为人们研究的重点.乳酸作为一种工业原料广泛运用于食品、医药、化工等领域.因此,进行了餐厨垃圾生产乳酸的研究.结果在纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶作用下,通过正交实验法得到实验最佳条件为pH为5,固液比为1∶5,温度为47℃.并进行了驯化菌种乳酸发酵餐厨垃圾生产乳酸的研究.     

中科院创新技术破解餐厨垃圾回收难题——我国餐厨垃圾油气肥绿色联产技术实现资源综合利用

我国餐厨垃圾产生量与日俱增,催生了许多环境和食品安全问题。将餐厨垃圾无害化处理生产成能源,是一条高效的利用途径,既可以获得清洁能源又能减少污染排放,是目前研究的热点。本文结合我国餐厨垃圾的特点,通过对餐厨垃圾除杂分离预处理、生物柴油绿色生产、高效厌氧发酵等关键技术进行攻关,优化集成油气肥多模块,建立了餐厨垃圾联产生物柴油、生物燃气和生物有机肥的综合利用技术体系,有力地促进了餐厨垃圾资源化利用产业化的发展。     

处理含油脂污水对单细胞蛋白合成的影响

将全细胞脂肪酶(菌)制剂投加到活性污泥中,用SBR法处理餐厨含油脂污水,研究温度、p H值与活性污泥的SV30值的关系,研究CODCr去除率、油脂去除率与活性污泥中单细胞蛋白含量之间的关系.实验控制温度约为21℃,p H值约为7,活性污泥的SV30值≤40%,活性污泥性能良好; CODCr去除率在24 h时达到最高值99. 33%,油脂去除率在60h时达到最高值99. 37%,油脂去除率和CODCr去除率在急剧增加到一定值后增幅减缓直至稳定.对餐厨含油脂污水和自配含油脂污水的CODCr去除率及油脂去除率进行单因素方差分析,CODCr去除率及油脂去除率均无显著性差异,说明实验中可以用自配含油脂污水代替餐厨含油脂污水.出水中蛋白含量在处理72 h后降到最低值78. 75 87. 50 mg/L,活性污泥中蛋白含量在处理72 h后 50%,随着餐厨含油脂污水中CODCr和油脂的不断去除,活性污泥中蛋白含量也不断增加,说明在处理含油脂污水同时联产单细胞蛋白是可行的.     

城市餐厨垃圾分级回收处理模式探索

随着人们生活水平的不断提高和在外就餐比例的逐渐增加,近年来城市中餐厨垃圾的产生量也日渐增大,尤其是在城市中餐饮行业较为集中的地段,餐厨垃圾的日均产出量已经达到了一个相当大的数字。尽管是人类社会中的一些生活垃圾,但餐厨垃圾的剩余价值量是相对比较大的。尤其是针对不同种类的餐厨垃圾,如果对其加以分类和回收利用,还是有相当大的利用空间的。该文主要针对城市中餐厨垃圾的分级回收处理模式作了详细的探讨。     

餐厨垃圾发酵产乳酸研究进展

我国餐厨垃圾产量大、含水率高且极易腐烂变质,收集、处理困难,利用率低。如何环保、高效、经济地处理及资源化利用餐厨垃圾成为关注的焦点。乳酸（LA）作为一种重要的有机酸广泛应用于食品、化工等领域。在微生物发酵产乳酸机理及餐厨垃圾发酵制备乳酸工艺发展的基础上,综述了菌种、碳源和氮源、pH值等重要因素对餐厨垃圾发酵产乳酸的影响,并分析了发酵液中乳酸分离提纯技术的发展现状,展望了今后餐厨垃圾发酵产乳酸技术研究与应用的重点和难点。     

不同辅热策略对餐厨垃圾快速生物干化的影响

生物干化是城市有机废弃物减量化的一种重要处理手段,但由于传统生物干化处理周期长、脱水效率低、运行温度不稳定,较难适应垃圾分类后巨量的餐厨垃圾处理需求。本研究以餐厨垃圾和锯末作为原料,基于跟随辅热（T1）、连续50℃辅热（T2）、阶段50℃辅热(T3)等辅热模式,研究不同辅热策略对餐厨垃圾生物干化过程含水率、种子发芽率、挥发性固体、质量损失、能耗等指标的影响。结果表明：外源辅热显著影响生物干化效率,辅热处理T1、T2、T3的温度综合指数分别为：639.8℃、632.9℃和621.8℃,比对照组（无外热源）相对提高了42.15%、40.61%和38.15%;水分去除率分别为：78.42%、80.33%、77.86%,比对照组相对提高了51.27%、54.96%、50.19%。跟随辅热处理的有助于堆体维持高温、物料减重和产品腐熟,且能耗较低,适用于后续堆肥资源化利用;连续辅热处理的水分去除率和单位有机物降解脱水能力最高,有机质降解率、全碳、全氮损失率最低,有助于对物料脱水,但能耗较高且经过15 d的生物干化堆体未达到腐熟标准,适用于后续焚烧处理。