餐厨垃圾厌氧发酵技术研究进展及应用现状

餐厨垃圾成分复杂,处理难度大,厌氧发酵处理技术被广泛研究与应用.总结我国现运行餐厨垃圾处理工程中的厌氧发酵工艺,分析餐厨垃圾厌氧发酵过程中存在的问题,结合现有文献报道和工程应用,针对发酵系统酸化、产气效率低等问题,对厌氧反应器的选型,以及共消化基质、接种物、pH值、盐度、添加外源物等工艺条件及调控的研究进展进行阐述.本综述为餐厨垃圾处理试验研究、项目工艺工程设计提供参考,同时为工程运行中出现的问题提供解决思路.     

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。     

高含固餐厨垃圾半干法厌氧发酵系统运行分析

对为期1年左右的上海浦东新区黎明有机质固废处理厂餐厨垃圾厌氧发酵工程工艺、生产运行状况进行了汇总分析。结果表明:采用基于完全混合式厌氧发酵反应器的半干法厌氧发酵工程,适合高含固餐厨垃圾的厌氧发酵和沼气生产;当厌氧系统维持进料的含固率在10%～20%时,进料有机负荷的年平均值为2. 31 kg VS/(m~3·d),厌氧发酵液的溶解性化学需氧量(SCOD)均值为7 577 mg/L。运行期间厌氧发酵液pH、NH_4~+-N变化较平稳,碱度/挥发性脂肪酸(VFA/ALK)比值均小于0. 11。餐厨垃圾厌氧发酵的VS降解率平均值高达85. 40%,沼气产率均值为672. 09 Nm~3/t VS;该厌氧发酵系统调试1年来各项运行指标良好,可为高含固餐厨垃圾半干法厌氧发酵工程提供有益参考。     

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.     

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。     

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%.     

餐厨垃圾处理技术现状与发展

对餐厨垃圾处理工艺的研究进展进行了综述,分析了各种技术存在的优缺点,并就当前技术存在的问题,提出了今后改进和发展的方向。     

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.     

厨余垃圾厌氧发酵制备乙酸技术及应用进展

我国垃圾分类全面实施后厨余垃圾产量骤增,目前采用主流的厌氧消化工艺因沼气利用率低、产品附加值低、沼液处理成本高等问题导致项目经济效益不佳,厨余垃级资源化利用技术亟需升级。有机物厌氧发酵制备的有机酸工业用途广泛,其中乙酸是医药、化工等行业的基础原料或者重要中间体,近年来由于能源危机、原材料稀缺以及环境问题促使生物基乙酸需求量日益增加,厨余垃圾发酵制备乙酸为有机固废高值化利用和能源绿色低碳转型提供新出路。通过梳理厨余垃圾厌氧发酵产乙酸过程及其生物代谢机制,阐述不同参数条件对乙酸产量的影响,分析探索提高乙酸产量的方法,为厨余垃圾厌氧产乙酸实际工程应用推广提供参考。     

乳品废水厌氧发酵生化指标变化的研究

通过厌氧发酵对乳品加工废水处理过程中的生化指标测定,找出影响因素,并进行较为系统的分析和研究。主要影响因素有温度、泥水比、发酵时间,它们在一定的范围内对乳品废水厌氧发酵、降解有机物有较大的影响。试验通过厌氧发酵对乳品废水进行处理,探寻出各单因素对乳品废水厌氧发酵的影响,找出最佳处理结果,得出各因素的合理组合,从而优化乳品废水厌氧发酵的工艺条件。     

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．     

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。     

厌氧发酵和高温好氧堆肥工艺相结合在垃圾处理中的应用

结合运城市生活废弃物处理厂运行的经验,阐述了目前我国生活垃圾堆肥处理技术应用的现状,同时对厌氧发酵和高温好氧堆肥工艺相结合时垃圾进行处理的工艺流程和运行参数进行了总结和分析.     

利用宏基因组学分析壬基酚对剩余污泥厌氧发酵产酸的影响

研究了环境雌激素壬基酚（NP）对剩余污泥厌氧发酵产酸的影响,并利用宏基因组测序手段分析影响机制。NP促进污泥厌氧发酵产酸,随NP含量的提高,该促进作用呈先增加后减少的趋势。当NP含量为200 mg·kg^-1干污泥时,污泥发酵产生的短链脂肪酸（SCFAs）达最大值,为空白组SCFAs产量的2倍,乙酸产量为空白组的3倍。基于宏基因组学的机理研究表明,NP导致不利于SCFAs积累的耗酸微生物有所削减,产酸微生物大量积累。NP存在时,以葡萄糖为底物的糖酵解、以氨基酸为底物的脱氨基和以脂肪酸为底物的β氧化过程功能基因相对丰度提高;单糖和氨基酸等有机底物由胞外向胞内运输的腺苷三磷酸结合盒转运蛋白、运输至胞内的有机底物向SCFAs代谢转化的双组分系统及胞内产生的SCFAs外排转运蛋白的相关功能基因丰度大幅提高。最后,NP引起了与细胞生长和保护机制密切相关的群体感应调控的生物膜合成基因丰度显著提升。     

有机废水厌氧处理的实践与效果研究

为了研究不同类型厌氧生物处理工艺在处理有机废水方面特点,选取处理规模和废水性质类似的废水处理工程进行分析,通过考察各种厌氧工艺的不同效果,提出了在不调整pH值和常温条件下适合屠宰与肉类加工废水的厌氧生物处理工艺.     

餐厨垃圾厌氧发酵制氢残留物连续沼气发酵研究

餐厨垃圾中有机物含量高,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后残留物中含有丰富的低级脂肪酸、醇类等。从接种产甲烷菌和pH调节角度,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物研究连续沼气发酵,提高餐厨垃圾资源利用率。结果表明,在接种产甲烷菌和调节发酵体系pH7的条件下,餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物能够连续沼气发酵。接种以新鲜沼渣为产甲烷菌来源的沼气发酵比以厌氧活性污泥为产甲烷菌种来源的沼气发酵产气效果好。     

鸡粪高温厌氧消化

鸡粪高温(50℃)厌氧消化的实验室试验结果表明,进料浓度为3％vs和6％vs,滞留期为10d和5d的平均产气率分别为0.9,1.4、1.5,2.2 L·L~(-1)·d~(-1)。从产气率、滞留期、甲烷含量、发酵液中挥发酸和NH_4~+-N含量分析,进料浓度3％vs,滞留期为5d可得到理想的处理效果。