城市餐厨垃圾产生现状调查及影响因素分析

在我国选取有地域代表性的4个城市:青岛、嘉兴、贵阳、西宁,通过问卷与实地跟踪形式调查各城市餐厨垃圾产量,并分析了4个城市餐厨垃圾成分特征。结果表明:青岛、嘉兴、贵阳、西宁4个城市餐厨垃圾产量分别为265、163、579和355 t/d;4个城市餐厨垃圾的含水率、可燃物含量、营养物含量分别为73.67%⁷8.27%、0.93%78.27%、0.93%².48%、9.04%2.48%、9.04%¹5.59%,其中西宁和贵阳餐厨垃圾中的油脂含量相对较高,青岛和嘉兴餐厨垃圾中的杂物含量相对较多。应用灰色关联度分析法计算了餐厨垃圾产量的影响因素,如人口数量、性别比例、人均GDP、城市居民人均消费支出和食品人均消费支出与产生量的关联度,各影响因素与餐厨垃圾产量的关联度大小依次为城市人口>性别比例>食品人均消费支出>人均GDP>城市居民人均消费支出。     

含油率对餐厨垃圾干式厌氧发酵的影响

餐厨垃圾含油率高,且随着地域的变化有显著差别,含油率的高低对餐厨垃圾厌氧消化产气有一定影响.在中温(35℃)和高温(55℃)条件下,研究了不同含油率(0、2%、4%、6%、8%、10%)对餐厨垃圾干式厌氧发酵过程中日产气量、累计产气量、总固体(TS)、挥发性固体(VS)及甲烷产量的影响.结果表明:在中温和高温条件下,当含油率为6%时,200 g餐厨垃圾的累计产气量达最大值,分别为1391.6 m L和2165.9 m L.此时,TS和VS的去除率也最高,中温时去除率分别为29.4%(TS)和33.9%(VS),高温时去除率分别为33.2%(TS)和38.0%(VS).在餐厨垃圾干式厌氧发酵过程中,甲烷的产量占可燃气的体积分数逐渐升高.在中温厌氧发酵条件下,含油率为10%的餐厨垃圾发酵进行到26 d时,甲烷的体积分数最高,为80.5%.在高温干式厌氧发酵条件下,含油率为10%的餐厨垃圾发酵进行到23 d时,甲烷的体积分数最高,为84.2%.     

不同类型餐饮单位的餐厨垃圾产生量研究

选择石景山区为对象,调研了9种类型餐饮服务单位餐厨垃圾产生情况。结果表明:不同类型餐饮服务单位的人均餐厨垃圾产生量差别较大,其中特大型、大型和中型餐馆的人均餐厨垃圾产生量较高,而小吃店、快餐店和学校食堂的人均餐厨垃圾产量较低。特大型餐馆节假日餐厨垃圾产生量明显增高,节假日平均值比工作日平均值高出44%~220%。大型、中型和小型餐馆是餐厨垃圾的主要来源,这3种类型餐饮服务单位的餐厨垃圾产生量占总产生量的74%。     

我国餐厨垃圾处理问题与出路研究

餐厨垃圾是一种典型的易腐垃圾,虽然餐厨垃圾无毒无害,但是如果处理不当非常容易带来恶臭等环境问题,影响人们的居住环境。餐厨垃圾的主要来源是居民家庭、以及各个大中小的餐饮企业和各类学校机关的集体食堂。餐厨垃圾对城市的居住环境以及空气质量都会产生较大的影响,因此本文将针对我国餐厨垃圾的处理现状以及存在的问题展开探讨,并提出相关的餐厨垃圾处理出路的意见和建议。     

南京市居民生活垃圾调查及减量化分析

对南京市城区100户居民家庭生活垃圾进行了上门收集和调查分析,结果表明,9、10、11月份人均家庭生活垃圾产生量约为0．283k/人·天,其中10月份垃圾产生量最高约为0．329kr／人·天,11月份垃圾产生量最低约为0．249kg／人·天。日常生活垃圾中,厨余垃圾含量最高约占垃圾总量的66％左右;其次是塑料垃圾,约占垃圾总量的12％左右。通过采取适当的减量化干预措施后,居民家庭生活垃圾产生量可降低约1％-9％。     

某典型餐厨垃圾综合处理项目实例

我国餐厨垃圾产量已占城市固体废物的50%以上,推进餐厨垃圾资源化利用和无害化处理是目前亟待解决的问题。某市餐厨垃圾综合处理试项目,由预处理系统、厌氧发酵系统、沼气净化储存系统、沼渣沼液处理系统及除臭系统5部分组成,占地面积19000 m2,总投资9978万元,处理规模200 t/d,平均沼气产量7740 m3/d,其中,甲烷含量在60%以上。该餐厨垃圾项目较好地实现了垃圾减量化、资源化,可为其他城市餐厨垃圾处置提供参考。     

污泥和餐厨垃圾联合干法中温厌氧消化性能研究

采用完全混合式反应器R1～R5(进料脱水污泥与餐厨垃圾的湿重混合比分别为1:0、4:1、3:2、2:3和0:1),在半连续运行的状态下,考察了停留时间(solid retention time,SRT)为20 d时脱水污泥和餐厨垃圾混合干法厌氧消化的产气性能、有机质降解性能和系统稳定性.结果表明,随着进料中餐厨垃圾所占比例的增大,系统的产气率和甲烷产率呈上升趋势,产气中甲烷含量呈下降趋势,污泥中添加餐厨垃圾有助于在利用原有消化罐容积的前提下显著提高有机负荷和体积产气率.餐厨垃圾比例越大,混合物料的水解速率常数越大,有机质降解率越高,R1～R4中有机质水解速率常数分别为0.25、0.61、1.09和1.56 d-1,有机质降解率分别为37.4%、50.6%、60.7%和68.2%,水解速率差异是导致VS降解率不同的主要原因.随着餐厨垃圾比例的增大,系统内pH、总碱度(total alkalinity,TA)、总氨氮(total ammonia nitrogen,TAN)和游离氨氮(free ammonianitrogen,FAN)呈下降趋势,当污泥中添加的餐厨垃圾提高60%时,系统内pH、总碱度、总氨氮和游离氨氮分别下降6%、16%、22%和75%.游离氨和Na+分别是影响污泥和餐厨垃圾单独干法消化稳定性的重要因素,污泥和餐厨垃圾混合消化可降低潜在抑制性物质的浓度,显著提高系统稳定性.     

富氢合成气生物甲烷化与餐厨垃圾厌氧消化耦合性能分析

提出利用餐厨垃圾轻物质生产富氢合成气,并将富氢合成气生物甲烷化与现有餐厨垃圾厌氧消化单元耦合的工艺路线,为评估其可行性,考察了耦合系统的长期运行性能,并分析了该系统提升现有甲烷(CH₄)产量的潜力。结果表明：在餐厨垃圾有机负荷(以挥发性固体质量计)为0.5～2.0 g/(L·d)、富氢合成气流量为0～5.28 L/d条件下,餐厨垃圾厌氧消化与富氢合成气生物甲烷化均能保持稳定运行,且沼气提纯效果明显,尤其在餐厨垃圾有机负荷为0.5,1.0 g/(L·d)时,产品气中CH₄的平均含量分别高达96.4%和86.6%;提高富氢合成气生物甲烷化速率以及优化调控反应体系的pH值、有效碱度和有机酸积累量有助于进一步提高该耦合系统的处理能力和运行稳定性;以300 t/d餐厨垃圾处理厂为例,该耦合系统预计能提高94.5%的CH₄产量,后续有必要结合成本效益分析,进一步评估该耦合工艺的工业化应用潜力。     

电化学预处理对餐厨垃圾-污泥耦合厌氧发酵产挥发性脂肪酸的影响

利用餐厨垃圾-污泥耦合厌氧发酵产挥发性脂肪酸（volatile fatty acids,VFAs）具有广泛的经济和应用价值。本实验考察了在1 V电化学预处理条件下,研究餐厨垃圾占比（空白对照,0%,5%,10%,质量分数）对厌氧发酵生成VFAs产量的影响,从而得出产VFAs的最优条件。研究表明:经过60 min 1 V电化学预处理后,随着餐厨垃圾占比从0%增加到10%,水体中溶解性COD浓度随时间变化迅速增加,最高可达到969~1266 mg/L,随着厌氧发酵的进行转化成VFAs。其中,当餐厨垃圾占比为10%时,VFAs在15 d内最高浓度可达到132.2 mg/L。实验结果表明,电化学预处理可改善餐厨垃圾-污泥特性,加快厌氧发酵过程,同时餐厨垃圾可增加污泥中有机质含量,增加VFAs产量,实现餐厨垃圾-污泥产VFAs的资源化利用途径。     

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℃、60 m in,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)20 d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3.2~3.6 kg/(m3.d),3个反应器的平均日产气量分别为:5 656 mL/d(A1)、6 335 mL/d(A2)、3 103 mL/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HRT 20 d时获得的污泥停留时间(SRT)超过130 d,因此,获得比CSTR更高的处理效率.     

城市餐厨垃圾产量的空间降尺度模拟

文章以厦门岛为例,采用多元回归模拟和空间分析技术相结合的方法,选取了与厦门岛城市餐厨垃圾产量相关的土地利用、GDP、人口等相关社会经济地理因子进行空间化模拟研究。结果表明:(1)所选地理因子均对餐厨垃圾密度空间分布有一定影响,其中商住混合用地、商业服务用地、城镇住宅用地和城中村用地等土地利用类型的面积比例是主要的影响因子。(2)受多种因素共同影响,筼筜湖周边及厦门岛西南等商业繁华的区域餐厨垃圾密度较高,呈现空间集聚效应。(3)模型验证结果较为理想,各街道内餐厨垃圾总量模拟值与统计值比较符合,实现了厦门岛餐厨垃圾总量的降尺度模拟,是研究城市餐厨垃圾分布规律和实现餐厨垃圾产量空间化的一种尝试,以便为城市餐厨垃圾科学管理和决策提供参考,为餐厨垃圾资源化回收利用提供基础空间数据。     

预处理对菌接种餐厨垃圾发酵产乙酸的影响

探究了餐厨垃圾微氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)的强化条件,即5种预处理方式(酸、碱、超声、热及热碱预处理)对餐厨垃圾接种酵母菌和醋酸菌后水解及产酸效果的影响.结果表明,预处理均有效提高了餐厨垃圾微氧发酵产VFAs及乙酸的性能,且产物组成并未发生改变.VFAs中乙酸、丙酸及丁酸分别约占81.81%~92.35%、0.00%~7.48%及6.69%~17.36%.其中,热碱预处理效果最好,在微氧发酵7d后,其发酵液中溶解性化学需氧量、VFAs产量、乙酸产量分别达到22.04、30.08和27.78g/L,较空白实验提高了46.54%、54.34%及77.06%,极大地加快了微氧发酵过程.     

矿物材料对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究

在试验的基础上研究了3种矿物材料膨润土、斜发沸石、粉煤灰对富含钠离子的餐厨垃圾厌氧消化过程的影响.结果表明,在发酵温度为35℃、底物固含量(TS)为10%、添加物用量为1%(质量分数,以消化底物计)时,膨润土、沸石粉、粉煤灰对含盐餐厨垃圾的厌氧发酵消化液中的钠离子具有良好的吸附性能,吸附率分别为13.75%、10.11%、7.99%.在未使用无机矿物的情况下,当钠离子浓度为3000～4000mg·L-1时,含盐餐厨垃圾的的厌氧消化过程受到Na 离子的明显抑制.从产气量分析,3种矿物材料均能明显促进餐厨垃圾的厌氧消化过程,与空白对照试组相比,膨润土、斜发沸石、粉煤灰分别使产气量提高了131%、82%和45%.三者对甲烷气产量的促进影响强弱顺序是,膨润土＞斜发沸石＞粉煤灰.初步讨论了这3种矿物材料提高餐厨垃圾厌氧消化甲烷产量的作用机理.     

不同湿热预处理条件对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

采用湿热水解技术处理餐厨垃圾,研究不同湿热预处理温度与时间下餐厨垃圾w(VS)(VS为挥发性固体)、ρ(CODs_Cr)(CODs为溶解性化学需氧量)、ρ(TOC)、ρ(TN)等指标的变化,以评价湿热预处理对餐厨垃圾厌氧产氢效能的影响. 在此基础上,结合厌氧产氢动力学分析,确定厌氧发酵产氢的最佳湿热预处理条件. 结果表明:湿热预处理温度、时间对餐厨垃圾可浮油脱出量、w(VS)具有显著影响. 餐厨垃圾湿热预处理后ρ(CODs_Cr)、ρ(TOC)、ρ(TN)变化情况与w(VS)呈负相关. 餐厨垃圾经90℃湿热预处理30min后,可浮油脱出量为37.5mL/kg,w(VS)/w(TS)为95.12%,最大比产氢量达242.1mL/g,最大产氢速率为12.46mL/h,累积产氢率达0.88mol/mol,厌氧产氢启动时间为12.85h. 说明对餐厨垃圾进行适度的湿热预处理可有效提高有机物溶解性与生物可利用效率,进而提高厌氧发酵累积产氢量与产氢速率. 综合能耗、产出等因素,湿热预处理温度90℃,处理时长30min,为餐厨垃圾厌氧发酵产氢的最佳湿热预处理条件.      

我国农村生活垃圾的产生特征研究

文章统计了近几年我国开展调研的134个村庄生活垃圾情况,在此基础上筛选出71个有效样本数,分析了农村生活垃圾的产生特性及其组分特点。结果表明,我国农村生活垃圾人均产生量为0.76 kg/d,变化范围较大,最低为0.15 kg/d,最高为0.29 kg/d,且不同地区垃圾产生量有一定的差异,东部0.77 kg/d,中部0.98 kg/d,西部0.51 kg/d,南方垃圾人均产生量为0.66 kg/d,低于北方的1.01 kg/d;在组成上我国农村生活垃圾主要以渣土为主,占垃圾总量的42.38%,其次为厨余,占垃圾总量的35.97%,各成分大小关系依次为灰渣>厨余>塑料>其他类>纸类>玻璃>布类>金属,且不同地区呈现一定的差异性,其中南方主要以厨余为主,占垃圾总量的43.56%,其次是渣土,占垃圾总量的26.56%,北方主要以渣土为主,占垃圾总量的64.52%,其次是厨余,占垃圾总量的25.69%,其他组分含量相当。     

宁波市不同区分类垃圾组成与理化特性研究

为了对分类垃圾制定合理的处理方案,对宁波市主城区分类垃圾和处理终端的垃圾物理组成和理化特性进行了为期1年的研究.结果表明,生活垃圾中厨果类、纸类、橡塑类所占比例分别为50.63%、20.92%、15.70%,平均容重为145.10 kg·m~(-3),各区的平均湿基低位热值为8049.57kJ·kg~(-1);农贸市场、餐厨垃圾处理厂、焚烧厂、填埋场中厨果类分别占比77.34%、63.85%、58.17%、58.19%,平均容重分别为204.93、250.33、269.16、268.07 kg·m~(-3);厨果类含量春季较低,夏季较高,含水率为68.95%,碳氮比(C/N)为18.16,淀粉含量为9.08%,粗蛋白含量为13.41%,粗脂肪含量为9.33%.宁波市主城区生活垃圾分类初见成效,其他垃圾适合焚烧,厨余垃圾适合生化处理.     

无锡职教园区餐厨垃圾理化性质调查分析研究

为提高餐厨垃圾厌氧消化效率,应用理化方法分别测试了无锡职教园区大中餐、小中餐、西餐、汤锅和食堂餐厨垃圾的容重、含水率、pH值、有机干物质、含油率、盐分、氮磷含量等指标,此外,应用餐厨垃圾厌氧发酵模拟试验分析其产沼气效率.通过理化性质试验获得不同类型餐厨垃圾理化指标的异同点.通过产沼气试验可知,容积负荷由1 kgVS/m3·d逐渐提升到4 kgVS/m3·d时,日产气量从2.91 L提高到9.01 L,沼气中甲烷含量在65％以上.     

超声波预处理对餐厨垃圾产VFAs的影响

采用超声波预处理餐厨垃圾以提高产挥发性脂肪酸(VFAs)产率.结果表明,在超声强度720W/L下处理15min后,餐厨垃圾SCOD含量比原样中SCOD提高了1倍,其中有机质中碳水化合物溶出量最大,由原样中8.2g/L提高到处理后的43.5g/L;在pH=6、温度35℃条件下,对含固率约为12%的餐厨垃圾进行厌氧发酵,未预处理和超声处理后的餐厨垃圾产生的VFAs最大值分别达到33.4,42.5g/L,经超声预处理的餐厨垃圾产VFAs的量提高了27.2%.     

北京市城市垃圾资源化利用潜力与途径研究

北京市城市垃圾包括生活垃圾、餐厨垃圾和园林垃圾等,垃圾的减量化、资源化、无害化处理是垃圾治理的目标。垃圾资源化处理是行业发展的一个趋势。北京市垃圾分类工作开展数年以来,生活垃圾产量的增长得到了一定程度的控制,但餐厨垃圾、园林垃圾产量仍在不断增加,其处理途径仍需进一步规范。通过分析北京市城市垃圾产量及组分、调研城市垃圾资源化利用途径现状,最终对城市垃圾资源化利用潜力与途径进行研究。     

甘油投加对餐厨垃圾厌氧产酸性能的影响

餐厨垃圾厌氧发酵产生的挥发性脂肪酸（VFAs）可以作为合成聚羟基脂肪酸酯（PHA）的底物,PHA的性能与VFAs的组成密切相关.为改善PHA产品的性能,本文研究了甘油投加对餐厨垃圾产酸性能的影响.在餐厨垃圾厌氧消化半连续流反应器运行稳定的基础上,探讨了不同C/N对厌氧发酵有机物转化及VFAs产量和组成的影响.结果表明,投加甘油会降低发酵体系的pH,提高VFAs的产量,相比于对照组,C/N比为25/1时,VFAs产量提高了10.3%.C/N10.69/1（对照组）、15/1、20/1和25/1时,发酵液奇数碳VFAs所占总VFAs的比例分别为54.23%、61.16%、64.78%和66.79%.甘油的投加可以提升丙酸、戊酸等奇数碳VFAs所占比例,有利于改善PHA产品性能.