2种典型餐厨垃圾资源化处理工艺的环境影响分析

为了评估餐厨垃圾资源化处理工艺对环境的影响,运用生命周期评价的方法,比较了2种典型的资源化处理工艺——好氧堆肥和湿热处理对环境的影响。结果表明,2种餐厨垃圾资源化处理工艺对全球变暖、生态毒性、酸化和富营养化的影响各有不同。其中,好氧堆肥对全球变暖的贡献较大,碳排放为337.7 kg CO_2eq./t。湿热处理为163.1 kg CO_2eq./t。在环境影响负荷方面,湿热处理工艺中的高能耗加重了毒性的影响。但由于其对环境的酸化、富营养化的不利影响较小,湿热处理的环境影响负荷总值是好氧堆肥的62.5%。总体上,湿热处理是一种对环境影响较小的餐厨垃圾处理工艺。     

餐厨垃圾和绿化废弃物换向通风好氧堆肥

以某高校餐厨垃圾和绿化废弃物为原料,利用一种换向通风的堆肥降解装置对其进行好氧堆肥处理,研究了2个进气温度(35℃、45℃)和3个通风速率(1.5、2.5和4 m3/h)6个处理组对堆肥原料理化性质(堆体温度、含水率、pH值、有机质含量、C/N、种子发芽指数)的影响。餐厨垃圾和绿化废弃物进行15 d好氧堆肥后,pH值上升到7左右,有机质含量达到20%~80%,C/N都降到20以下,种子发芽指数均大于50%。经过1个月腐熟,其含水率≤30%。上述指标符合有机肥料标准(NY525-2011)的要求,该堆肥产物可用于园林绿地,具有显著的经济效益和生态效益。本研究结果表明,将城市餐厨垃圾和绿化废弃物混合后进行好氧堆肥是废弃物处理的高效工程,具有良好的发展前景。     

微生物菌剂强化餐厨垃圾和污泥联合堆肥

为探究微生物菌剂对餐厨垃圾和污泥联合好氧堆肥的影响,以餐厨垃圾和污泥(湿重1∶1)混合原料为堆肥底物,添加底物总湿重30％的废木屑作为膨胀剂,向底物中分别加入微生物菌剂和腐熟堆肥为处理组,并以不添加外源物作为对照,通过测定堆肥过程中的理化性质、腐熟效果和营养元素的变化,考察菌剂和腐熟堆肥对联合堆肥的促进作用.结果表明,...     

应用生命周期模型评价餐厨垃圾处理技术

运用生命周期模型对餐厨垃圾常用处理技术——厌氧发酵、好氧堆肥、饲料化技术、生化处理机进行评价和筛选。结果表明,厌氧发酵、好氧堆肥、饲料化技术、小型生化处理机的环境影响潜力分别为1.35×10-3、4.42×10-3、3.78×10-2和1.18×10-2,单位处理成本为2.1、5.65、0.37和1.4元/（人.a）,综合评估得出厌氧发酵和饲料化是当前具有优势的餐厨垃圾处理技术。     

餐厨垃圾连续堆肥处理系统中试研究

餐厨垃圾是影响城市环境重要的污染源,其处理尤其是就地堆肥处理近年来受到重视.为了利用园林绿化基质作为餐厨垃圾堆肥的水分调节材料,按照1:1体积比进行连续堆肥,研究添加园林绿化基质对餐厨垃圾堆肥过程中理化指标的影响,为餐厨垃圾无害化处理提供科学依据和技术指导.结果表明,物料堆肥升温启动迅速,第3天就达到50℃,高温持续10 d以上,达到无害化要求；堆肥最终减容率达到53％以上,减量化效果明显；物料总氮和总磷含量呈升高趋势,总有机质含量降低,肥料营养元素含量在6％以上,符合有机肥国家标准(NY525-2002).总的来说,园林绿化基质作为调理剂与餐厨垃圾联合堆肥方法可行,减量化效果好,品质符合标准.     

餐厨垃圾处置方式及其碳排放分析

在综述填埋、好氧堆肥、粉碎直排、厌氧消化产沼气及综合处置等5种餐厨垃圾处置方式原理与特点的基础上,分别罗列出各种处置方式的优缺点、应用场合以及今后仍然需要研究的方向。着眼于餐厨垃圾资源化与碳减排,厌氧消化产沼气被定位为今后餐厨垃圾处置的主要应用方向,特别是与市政污水处理剩余污泥共消化更是今后研究与应用的主流。餐厨垃圾处置全生命周期碳排放分析亦表明,厌氧消化产沼气与其他4种处置方式相比,在资源回收与碳减排方面优势明显,这就决定了厌氧消化今后在餐厨垃圾处置技术中将处于首选位置。餐厨垃圾与剩余污泥厌氧共消化产生的沼气量具有"1+12"的能量转化效果,这种方式可以使污水处理厂演变为"能源工厂"的角色,而且还能省去餐厨垃圾单独处置所需的各种设施。     

焦化厂污染土壤堆肥修复过程的毒性变化

以北京某焦化厂污染土壤为研究对象,按照5∶1的比例添加锯末后加入5%的草炭进行好氧堆肥,通过对污染土壤堆肥处理过程中16种PAHs的降解率、CAT值、SOM值、土壤毒性、pH和TN值的变化规律进行比较,研究添加草炭好氧堆肥对实际有机污染土壤中PAHs的降解效果。研究结果表明,(1)添加草炭好氧堆肥能有效降解有机污染土壤中PAHs,堆肥49 d后,EPA优控的16种PAHs总值从1 085.42 mg/kg降低到71.10 mg/kg,总降解率为93.27%。(2)焦化厂土壤中PAHs浓度较高的分别为荧蒽、菲、芴、苯并(a)蒽、芘、蒽和苯并(k)荧蒽,它们的和占Σ16PAHs总量的73.56%,其中荧蒽的含量最高,浓度为186.913 mg/kg。这7种PAHs的经过49 d添加草炭堆肥后降解率分别为95.67%、93.52%、92.22%、93.12%、93.01%、95.19%和96.24%。(3)通过有机质值和Σ16PAHs总量作图发现,有机质值和Σ16PAHs总量有一定的相关性,这表明在堆肥过程中,微生物在PAHs降解过程中起到很大的作用。     

小型好氧堆肥设备处理有机垃圾

针对我国生活垃圾的特点,提出了厨余等有机生活垃圾单独收集,在产生源头进行好氧堆肥处理。研制了好氧堆肥设备,由加热装置、通风装置、冷凝水收集和回灌装置,以及与该生物堆肥设备配套的生物过滤除臭装置、自控系统和数据采集软件几部分构成。自控系统由氧气、温度、湿度三路传感器以及2个控制器构成,并与加热装置、通风装置连接,能满足物料加热、供氧和散热的要求。本研究通过为期30 d的试运行实验表明,物料快速升温并稳定保持在高温阶段(50～60℃),物料中的氧气浓度保持在14%～16%范围内。在堆肥实验结束时,物料的含水率降至36.4%,有机质含量降至49%,另外,通过好氧速率指标也可判定物料达到腐熟。     

基于生命周期分析的餐厨垃圾肥料化利用环境风险评价研究

餐厨垃圾肥料化利用过程的风险因子主要产生于原料运输与存储、预处理、堆肥、废物填埋和肥料化产品施用5个过程,其风险影响包括地表水和地下水污染、恶臭污染、土壤盐碱化和影响作物生长以及由此引起的人体健康损害.基于生命周期全过程分析,以好氧堆肥为代表的餐厨垃圾肥料化利用的环境风险为研究对象,系统地分析了餐厨垃圾堆肥过程中的潜在风险,归纳并提出风险源项估算以及环境风险影响评价的具体方法和相关参数,通过南京市餐厨垃圾示范性项目案例,说明餐厨垃圾肥料化利用风险评价方法的具体应用.     

新型堆肥装置设计及其应用研究

根据城市生活垃圾的特点和性质，利用物料平衡和热力学原理进行好氧堆肥实验装置的设计，并对堆肥发酵仓容积的确定和配套辅助设备进行了研究，得出当堆肥装置直径小于2．25m时，需采取保温措施。通过强制通风静态仓式堆肥小试实验进行的城市生活垃圾堆肥结果表明，通过30℃及以上的水浴加热，可实现固体废物的堆肥化。     

微生物燃料电池与好氧堆肥协同处理餐厨垃圾

实验主张将餐厨固体垃圾和餐厨废水分开处理,并研究微生物燃料电池(MFC)作为餐厨废水和堆肥渗滤液处理工艺的可行性,通过调节不同的有机负荷,分析其生物产电的潜力和处理效率。对于餐厨废水而言,3 000 mg/L是较为理想的处理浓度,输出电压最高,始终维持在0.5 V以上;高于此浓度时电压输出特性与底物浓度呈现反相关,输出电压略低于0.5 V。极化曲线,电化学阻抗分析等也都表明3 000 mg/L是较为理想的处理浓度。而且在各种浓度下经MFC处理后的餐厨废水去除率均在90%左右,出水COD均低于400 mg/L。至于堆肥渗滤液,虽然在产电性能、去除效果上较餐厨废水稍差一些,但整体上与餐厨废水呈现出相似的规律。以上结果表明,餐厨垃圾中的废水可以通过MFC有效的去除和实现能量的回收。     

餐厨垃圾与铬污染土壤混合堆肥中铬形态的转化

进行了不同比例铬污染土壤与餐厨垃圾混合堆肥实验,分析了堆肥过程铬形态的变化、浸出液毒性以及种子发芽指数.结果表明,堆肥实验后,堆肥物料中可交换态和碳酸盐结合态的铬含量逐渐减少,最多可分别减少82.6%和72.69%,有机结合态的铬含量明显增加,最大增幅为106.58%;堆肥物料浸出液铬的浓度低于国家危险废物鉴别标准,浸...     

城市餐厨垃圾前处理的工艺优化

为提高餐厨垃圾资源化,利用自动化分选设备组合处理餐厨垃圾,考察餐厨垃圾快速减量化和资源化的可行性,对自动化分选前后餐厨垃圾成分进行分析,发现分选前其总量为243.05 t·d~(-1),TS为12.69%,VS为93.26%,分选后总量为242.00 t·d~(-1),TS为10.97%,VS为91.93%,其有机物含量稳定,利于厌氧发酵处理的工艺控制;对分选后餐厨垃圾进行厌氧发酵处理,考察其pH和NH_4~+-N变化,发现反应初期pH值出现弱酸性,NH_4~+-N浓度较低;随着反应进行,pH稳定在7.6~7.8,NH_4~+-N浓度约为1 200 mg·L~(-1)左右。最后对厌氧发酵产气量进行考察发现,反应前期受到pH、NH_4~+-N以及温度等反应条件影响,产气量和甲烷含量较低;随着实验趋于稳定,产气量为22 000 m3·d~(-1)左右,甲烷含量范围在65%~72%。结果表明,使用新型餐厨垃圾预处理设备,其分选效率较高,能提高后续厌氧发酵产气量和甲烷含量,较大程度实现餐厨垃圾资源化。     

不同来源污泥接种餐厨垃圾厌氧发酵产氢效果研究

在相同接种配比(接种污泥占餐厨垃圾的质量分数为30%)条件下,研究了4种不同来源污泥(压滤污泥、厌氧污泥、曝气污泥和河底淤泥)添加或不添加缓冲剂时对餐厨垃圾厌氧发酵产氢效果的影响.结果发现,在不添加缓冲剂时.4种污泥接种餐厨垃圾厌氧发酵平均产氢量依次为厌氧污泥>河底淤泥>压滤污泥>曝气污泥,接种厌氧污泥的餐厨垃圾平均产氢量最高,达10.11mL(以每克挥发性固体(VS)计,下同);而添加缓冲剂时.4种污泥接种餐厨垃圾厌氧发酵平均产氢量依次为厌氧污泥>曝气污泥>压滤污泥>河底淤泥,接种厌氧污泥的餐厨垃圾平均产氢量也最高,为33.72 mL,且体系pH得以缓冲.     

烷基多苷对餐厨垃圾干式厌氧发酵的影响

近年来,餐厨垃圾厌氧发酵生产挥发性脂肪酸(VFA)得到广泛的研究,水解反应是餐厨垃圾厌氧发酵的限速步骤。利用生物表面活性剂——烷基多苷(APG)强化餐厨垃圾厌氧发酵生产VFA,考察了APG投加量对餐厨垃圾干式厌氧发酵的影响,分析了APG对餐厨垃圾厌氧发酵的强化机制。结果表明,APG的最佳投加量为0.5g/L,在此投加量下VFA的最大累积量为18.5g/L,VFA的转化率为38%;APG能够强化餐厨垃圾的水解反应,使溶解性蛋白质和溶解性多糖含量明显增加,为后续产酸细菌提供了更多的发酵基质。APG自身分解对VFA有一定贡献,但贡献量远远小于餐厨垃圾的产生量。     

接种比对餐厨垃圾干式厌氧发酵启动的影响

针对不同接种比对餐厨垃圾干式厌氧发酵启动的影响,对比分析了VS接种比分别为0.36和0.90两种情况下,餐厨垃圾干式厌氧发酵启动过程中pH、NH4-N、COD、VFA、甲烷含量等指标的变化。实验结果表明,启动初期2组样品pH分别快速降至4.74和5.68,均呈酸化状态,经碱液调整后,接种比为0.36的处理仍无法正常产气,接种比为0.90的处理,pH逐步提高,系统正常运行,经72 d的发酵实验,COD去除率达90.29%,甲烷含量高于60%的沼气产量达255.4 L,分析可见,VS接种比是干式厌氧发酵处理的重要参数;此外,与传统湿式厌氧发酵处理相比,餐厨垃圾干式厌氧发酵在较高的VFA和氨氮浓度下,仍能正常运行,采用干式厌氧发酵技术处理餐厨垃圾是可行的。     

卧式螺旋污泥好氧动态堆肥技术的研究

利用卧式螺旋式污泥好氧堆肥装置进行间歇式动态堆肥,对污水厂厌氧消化污泥进行了中温堆肥试验研究.通过控制各组堆肥的含水率、物料配比和通气量,重点探讨各种条件下堆体温度与有机物降解的关系.试验结果表明,厌氧消化污泥以木屑为调理剂在装置中可以实现好氧堆肥处理,其适宜的物料控制参数为:污泥:木屑=10:1～1.5(湿重比),堆肥含水率50%～60%;过程控制参数为:通风量为6.7～8.3 m3/h·t,发酵周期为8 d,温度45℃.     

餐厨垃圾厌氧发酵特性的研究

为了实现餐厨垃圾低成本现场能源化处理，利用单相法，采用正交试验法，研究了接种率、温度和含水率对餐厨垃圾厌氧发酵过程中运行特性的影响。结果表明，接种率、含水率、发酵温度以及它们之间的交互作用对餐厨垃圾产气效果影响显著，其中以接种率与温度的交互作用影响最为显著，其次是含水率。采用单相法进行55℃高温厌氧发酵，保证65%左右的接种率和90%以上的含水率，完全可以实现餐厨垃圾现场处理。     

初始温度对人粪便好氧堆肥过程的影响

温度是好氧堆肥过程中需要控制的一个重要因素。不同的初始温度直接影响了堆肥过程中微生物活性及有机物的降解。为了研究初始温度对粪便好氧堆肥过程的影响,采用序批式好氧堆肥反应器,以新鲜锯末为载体,控制含水率在55%~60%的范围左右并强制通风的好氧条件下,进行了初始温度分别为25、35、45和55℃,20 d为一个周期好氧堆肥实验,研究了不同初始温度条件下堆肥过程有机物降解、氮的迁移转化及种子发芽指数的变化。结果表明,初始的高温度会抑制堆肥反应的进行,但初始温度越高,水解效果越显著;初始的高温有利于COD的去除,最终COD的去除率分别为88.2%、89.3%、92.0%和89.9%。初始高温对种子发芽率有抑制作用,同时延迟了堆肥的腐熟期。     

蔬菜与餐厨垃圾厌氧发酵启动阶段微生物分析

为了研究厌氧发酵启动阶段微生物菌群结构、数量变化情况与沼气产量的关系，分别对蔬菜废弃物和餐厨垃圾单一物料发酵进行分析，并测定pH值、挥发性脂肪酸（VFA）、氧化还原电位。结果表明，餐厨垃圾比蔬菜废弃物的启动时间长，但产气持久。蔬菜废弃物中细菌达峰值的时间早于餐厨垃圾，说明蔬菜废弃物中的有机质更利于微生物降解利用。两种原料中的微生物群落结构变化一致，启动阶段初期好氧和兼性厌氧细菌属优势菌，其中产酸菌增殖速率高于氨化细菌，是启动阶段降解有机质的主要菌群。随后厌氧细菌快速增殖，13增殖速率由不足20％增长到近100％并保持稳定。厌氧纤维素降解菌在启动阶段增殖较慢，原料中纤维素降解在厌氧发酵后期。原料液VFA中丁酸含量最多，最高浓度4．7mg／mL以上，占有机酸总量总量的46％以上，厌氧发酵类型为丁酸发酵型。