污泥餐厨垃圾不同混配比厌氧发酵产氢产甲烷

通过批式实验将剩余污泥和餐厨垃圾进行联合厌氧发酵,研究了不经任何预处理的污泥与餐厨垃圾不同质量比对系统产氢产甲烷的影响.结果表明,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,可获得最佳的产氢产甲烷效率:氢气体积分数和累积产氢量在22 h时最大,氢气体积分数可达13.7%,累积产氢量可达41.88 mL,氢气产率为4.18 mL·g~(-1);在厌氧发酵观察期内(70.5 h),甲烷体积分数达到5.74%,最大累积产甲烷量为19.58 mL,甲烷产率为2.92 mL·g~(-1).VS(探发性固体)降解率与产氢产甲烷结果一致,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,VS去除效果最为显著,经过70.5 h的厌氧发酵VS降解率为6.7%.     

不同有机负荷下餐厨垃圾厌氧消化的甲烷产率

为了实现餐厨垃圾的资源化利用,在中温35℃的条件下,采用半连续进料方式,在改变有机负荷的情况下,探讨餐厨垃圾厌氧消化过程中的产甲烷规律。结果表明:有机负荷在5、6和7 g/(L·d)的条件下,CSTR反应器可以正常运行,甲烷产率分别为0.416、0.414和0.384 L/(g·d),甲烷平均质量分数分别为57.6%、56%和52.9%。该研究说明餐厨垃圾厌氧消化产生甲烷的潜力巨大,能够实现餐厨垃圾资源化利用。     

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%。     

利用餐厨垃圾制作植物酵素及其活性成分分析

通过设计6组不同类型的餐厨垃圾发酵成植物酵素。结果表明,蔬菜类餐厨垃圾发酵容易产生白色霉菌,植物类餐厨垃圾发酵效果较差,而水果类餐厨垃圾发酵效果较好,糖分、蛋白质、醋酸含量较高,且含有一定量的纤维素酶、脂肪酶和过氧化氢酶。添加鸡蛋壳能加快水果类餐厨垃圾发酵,但鸡蛋壳溶解后,使PH值上升降低了酵素质量,而添加玉米渣不仅能加快其发酵且不会影响酵素质量。     

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。     

超高温好氧堆肥技术对隔离区餐厨垃圾处理的应用可行性分析

2020年初暴发新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染导致的肺炎(COVID-19)疫情,在预防和治理的前提下,疫情产生的多种危险废物处理同样重要.根据该病毒在超过56℃下只能生存不到30min的特点,对于含有或可能含有该病毒和其他病菌的有机质垃圾(如感染者粪便、隔离区餐厨垃圾、处理医疗污水产生的污泥等),探究采用超高温好氧堆肥技术进行减量、无害化处理方法的可行性.以常规餐厨垃圾(不含病毒)进行模拟,测得原始质量为201t的堆肥混合物经过38d堆肥处理后仅剩下126t,且含水率由43%降至26%,餐厨垃圾质量减少高达92.6%;同时,其E4/E6值由初始的1.462上升至5.400,腐熟程度较好,堆肥结束后可作为良好的肥料;38d的堆肥过程中有32d温度达到80℃以上,有21d温度达到90℃以上,且在第1天后温度就一直高于56℃,表明在第1天的好氧发酵后堆肥处理过程安全可靠.综上可见,超高温好氧堆肥技术有望用于隔离区餐厨垃圾的无害化处理.     

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%。     

温度对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

通过批式试验探讨了温度对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响.结果表明:接种厌氧污泥在未经高温驯化(50℃)时直接进行高温厌氧发酵产氢,产氢效果不佳.中温(35℃)驯化1 d后进行产氢实验,与在室温(25℃)条件下所获氢气产率无明显差别.二者氢气的最大体积分数分别是36.8%和37.2%,比氢气产率分别是每克挥发性固体(VS)63.5 ml和每克VS 63.1 ml.但中温条件下体系的反应速率较室温更快,二者根据Gompertz方程得到的产氢速率分别为每克VS15.6 ml·h-1和4.8 ml·h-1,同时反应的停滞时间比室温条件下缩短了9.7 h.对餐厨垃圾产氢前后液相指标(pH,m(VS)/m(总固体,TS),ρ(溶解化学需氧量,SCOD),监测结果表明:酸化过程是反应的限速步骤而非水解过程.因此,建议餐厨垃圾厌氧发酵产氢过程应控制在中温(35℃)下进行比较合理.     

餐厨垃圾处理设备研究

通过分析食堂餐厅等餐厨垃圾的组成成分和特点,研究了利用生物堆肥方法处理餐厨垃圾的工艺流程,并据此设计了实现餐厨垃圾处理的单元化处理设备的结构组成.实验结果表明:据此设计的单元化处理设备,餐厨垃圾的减量率可以达到91%,并可实现资源化利用.     

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。     

几种发酵菌剂在餐厨垃圾发酵过程中的效果比较

为了研究餐厨垃圾制成有机肥料的发酵技术,向餐厨垃圾中分别添加发育复合菌群（EM菌剂）、酵素菌和有机废弃物发酵菌曲,通过其物理化学性质的变化比较不同发酵菌在餐厨垃圾发酵过程中的效果．结果表明,添加EM菌的餐厨垃圾发酵速度较快,其臭味在发酵第3天即消失,变成酸味,垃圾表面长出大量菌丝和菌斑;其电导率p在发酵第2天较高,之后逐渐降低;pH值一直处在酸性范围;水的质量分数则一直稳定在83％左右．添加酵素菌和有机废弃物发酵菌曲的餐厨垃圾分别在发酵第5天和第6天才逐渐长出菌斑,且一直有臭味,颜色逐渐变为灰色,最后出现虫蛆;前者的P在发酵过程中一直低于对照,后者在发酵第4～7天一直高于对照;两者的pH值一直处在中性偏碱范围．EM菌更适用于餐厨垃圾的发酵．可为餐厨垃圾的发酵技术和资源化处理研究提供参考．     

海参内脏酶解制备海参肽工艺

以蛋白水解度和酶解液中海参肽相对分子质量的分布作为指标,考察不同蛋白酶的酶解效果,筛选水解海参内脏的最适合蛋白酶,并通过单因素实验和正交实验优化酶解工艺.实验结果表明:胰蛋白酶的水解效果最佳,可用于水解海参内脏制备海参肽;在底物质量分数为1.0%,加酶量为0.375 1 mkat·g^-1,pH值为8.0,酶解温度为37 ℃,水解时间为5 h的最优酶解条件下,海参内脏的水解度可达到48.90%,酶解液中的多肽(2 000~5 000 u)质量分数为52.68%,寡肽(含氨基酸)(≤2 000 u)质量分数为47.25%.     

餐厨垃圾和污泥联合好氧堆肥中的氮素转化及损失

采用强制通风静态好氧堆肥工艺,对餐厨垃圾和污泥进行联合堆肥化处理,探究二者不同配比对堆肥氮素转化及氮素损失的影响.以w(C)/w(N)=15~40的5组餐厨垃圾和污泥作为堆肥基质,以木屑作为调理剂进行堆肥试验.结果表明:所有堆体温度均先升高后降低,最高温度为78℃,w(C)/w(N)越高,堆体的最高温度越低,且达到最高温度的时间越长,pH先降低后升高至8.5趋于平缓,总有机碳质量分数不断降低.各堆体全氮和有机氮质量分数先升高后显著降低,铵态氮质量分数先增加后略有减少,硝态氮质量分数很低且变化不大.二者联合堆肥中氮损失27.8%~48.4%,且与投加的污泥含量呈正相关关系,氨挥发占氮损失的52.6%~80.4%,氨挥发是氮损失的主要途径,且随着堆体w(C)/w(N)的增加呈减少趋势.     

餐厨垃圾理化性质及其厌氧发酵产气潜力分析

以某学校餐厨垃圾为原料,分别从物理组成、含水率、挥发性固体含量以及营养元素等方面对餐厨垃圾的理化性质进行分析,并进一步对餐厨垃圾及其组分进行厌氧发酵产沼气能力研究。研究结果表明,餐厨垃圾以米饭为主,具有高含水率和高有机物含量的特性,且营养组成完全满足厌氧发酵工艺的要求。混合餐厨垃圾、米饭、蔬菜和肉类的沼气产率分别为:508.3,478.2,433.3和206.8 mL/g(按挥发性固体计),混合餐厨垃圾的沼气产率比米饭、蔬菜、肉类分别高6.3%,17.3%和145.8%,各组分间营养物质的良性互补可能是导致混合餐厨垃圾产量更高的原因。     

餐厨垃圾的管理和处置

餐厨垃圾,是指剩菜、剩饭、菜叶、果皮等容易被微生物分解之有机物。餐厨垃圾在生活垃圾中占有很重要的部分,约占30～40%。目前,餐厨垃圾在国内绝大多数城市存在着管理无序、任意处置等问题,餐厨垃圾已经成为垃圾收集、运输和填埋处理的主要污染源,严重影响市容市貌、居民身体健康及环境质量。因而,规范管理、合理处置餐厨垃圾极为重要,可以增加社会资源,消除垃圾臭味,减少垃圾处理成本,避免环境污染,促进社会繁荣。一、餐厨垃圾的危害餐厨垃圾中剩菜汤、馊水等含量很大,容易在垃圾的收集、运输过程中造成污染;同时又是垃圾填埋场渗滤液的主…     

福州市餐厨垃圾主要成分与资源化利用可行性分析

对福州市不同类型的餐厨垃圾的主要的成分进行了研究,探讨了各特性指标对处理处置技术的影响.结果显示,福州市餐厨垃圾的pH值在3.24~5.81,呈弱酸性;有机质含量高,含水率在70%以上,碳与氮质量比在11~23之间,原料盐分含量0.56%~2.31%、总磷0.06%~0.10%、蛋白质含量在12.41%~27.39%,表明福州市餐厨垃圾适合用厌氧发酵法进行资源化利用.     

餐厨垃圾两相厌氧发酵技术研究和应用进展

近年来,我国餐厨垃圾产生量逐年增加其无害化、減量化和资源化处理越来越受到人们的重视。两相厌氧发酵因其将水解酸化阶段和产甲烷阶段分离克服了单相厌氧发酵易酸化、运行不稳定等问题,正逐渐成为餐厨垃圾资源化处理的重要选择。综述了餐厨垃圾两相厌氧发酵工艺的控制參数、发酵原料和反应器等方面的最新研究和应用进展,总结了该工艺在研究和应用中存在的一些问题展望了两相厌氧发酵用于餐厨垃圾处理的发展前景。     

Alcalase酶解蛋清粉制备抗凝血肽的工艺优化

采用Alcalase碱性蛋白酶酶解蛋清粉制备食源性抗凝血肽。结果表明:底物浓度过大会抑制水解度的增长,底物质量分数为1%时蛋白质完全水解后的产物抗凝血活性最佳;高温和低温均对水解度有影响,低温酶解产物的抗凝血活性较好;pH值对水解度的影响与Alcalase的最适pH值有关;pH值为7时,抗凝血活性最好;酶/底物浓度增大,但底物不变的情况下,对水解度的提高不明显,酶/底物浓度过大,导致抗凝血活性降低。考虑交互作用经试验优化设计确定的酶解最佳工艺参数为:底物质量分数为1%,酶解温度为50 ℃,酶/底物质量分数为5%,酶解pH为8。在该条件下水解2 h,凝血抑制率达到68.92%。     

餐厨垃圾渗滤液的基本特性分析

以吉首大学某学生食堂的餐厨垃圾为原料,对餐厨垃圾渗滤液的基本特性进行了试验分析.试验结果表明,经过为期8周的厌氧发酵获得的餐厨垃圾渗滤液的COD质量浓度和氨氮质量浓度分别高达140.6 g/L和16.2 g/L;随着厌氧发酵时间的延长,餐厨垃圾渗滤液的pH值由1周末的5.9逐渐降低为8周末的3.7;同期VFA质量浓度则由6.7 g/L增加到17.9g/L;COD质量浓度由57.9 g/L增加至140.6 g/L,NH⁺₄-N质量浓度由0.3 g/L增加至16.2 g/L;继续延长反应时间,餐厨垃圾渗滤液的pH趋于稳定,VFA和NH⁺₄-N质量浓度增加缓慢,COD质量浓度呈下降趋势.     

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。