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。     

餐厨垃圾资源化技术进展及发展方向研究

餐厨垃圾是指餐饮食物加工产生的下脚料和食用的残余物,主要含有谷物类、蔬菜类、肉类、动植物油等。从食品安全和餐厨垃圾资源化的角度出发,分析了堆肥技术、沼气化技术、生物柴油技术等资源化处理技术,介绍了餐厨垃圾资源化技术的研究进展,提出了餐厨垃圾资源化处理的发展方向。     

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.     

城市餐厨垃圾资源化利用的问题和对策

城市餐厨垃圾往往与生活垃圾混合排放,成分混乱、形态复杂,其资源化利用成为全球性的难题之一,各国都在竭尽全力开发适合自己的处理技术。本文根据发达国家在餐厨垃圾资源化处理方面的经验以及目前中国餐厨垃圾资源化处理现状及问题,提出了餐厨垃圾发生现场实时处理的源头预处理、集中堆肥化及循环利用的处理思想,探讨了源头预处理技术,并提出了餐厨垃圾循环利用系统的构筑方案。     

我国餐厨垃圾厌氧处理技术的现状及发展前景

本文阐述了餐厨垃圾的成分和特征,针对目前国内餐厨垃圾的六种处理方法,对比其优缺点,指出厌氧发酵处理技术相对较好,它实现了餐厨垃圾的资源化处理和沼气化利用。通过分析我国餐厨垃圾厌氧处理的优势和两个典型案例,指出厌氧发酵工艺在处理餐厨垃圾方面具有广阔的发展前景。     

餐厨垃圾综合资源化处理技术实例研究

在目前餐厨垃圾处理现状基础上,介绍了一种餐厨垃圾处理工艺,采用机械生物处理技术,包括收运系统、粉碎分选预处理、厌氧发酵生物处理、沼气热电联供、有机堆肥、废水处理、除臭系统多个环节,分离出油脂进行回收,垃圾厌氧发酵产生沼气发电,沼渣进行堆肥,以期实现餐厨垃圾减量化、无害化、资源化,解决"垃圾猪"、"地沟油"问题。     

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。     

城市餐厨垃圾资源化处理必要性研究

随着中国城市经济快速增长,餐厨垃圾产出量日益增多。不科学的处理不仅会造成环境污染、危害人民身体健康,同时也是对资源的巨大浪费。通过对国内外餐厨垃圾处理现状对比及对兰州市餐厨垃圾资源化处理现状的分析,提出国内城市对餐厨垃圾进行资源化处理的必要性。     

餐厨垃圾资源化技术研究探析

餐厨垃圾成分复杂,不便于收集、运输、处置,以餐厨垃圾为原料进行资源化处置,即减少了污染物的排放,又获得了清洁能源,餐厨垃圾合理处置是目前亟待解决的环境问题。文章阐述了目前餐厨垃圾的处理现状及研究进展,介绍了餐厨垃圾的中处置技术:堆肥技术、制燃料酒精、制氢、制沼气以及提取生物降解性塑料的技术。从餐厨垃圾资源化和环境保护的角度出发,对目前存在的问题提出了处置对策及建议。     

龙岩市餐厨垃圾资源化利用工艺技术研究

介绍了龙岩市餐厨垃圾处理现状,提出了餐厨垃圾资源化利用设施建设的紧迫性,分析了龙垃圾产量与组分,通过比选,确定了以厌氧产沼气为目标的工艺技术路线.     

不同储存条件下餐厨垃圾的变化特征及其厌氧消化产气潜力

餐厨垃圾在储存、运输过程中容易腐败变质,对其资源化利用有一定影响。考察了不同条件下储存时餐厨垃圾pH和细菌总数的变化规律,研究了室温以及5℃条件下,不同储存时间的餐厨垃圾的厌氧发酵产气潜力。结果表明:随储存温度的降低,餐厨垃圾pH值的下降趋势有所减缓,在5℃条件下,8 h内可使餐厨垃圾的pH维持在6.0以上;15℃下餐厨垃圾储存8 h以内,细菌总数小于1.0×10~6cfu/g。室温(30℃)新鲜垃圾的累积产气量最高,达到1 422 mL。在5℃下储存4 h内的餐厨垃圾,其厌氧发酵累积产气量与新鲜餐厨垃圾的产气结果相当,而在5℃下储存8 h时,产气量与新鲜垃圾相比下降了3%,之后,随着储存时间的延长,累积产气量逐渐下降。     

餐厨垃圾与污泥、秸秆不同配比联合厌氧发酵对产气性能的影响

为分析不同配比的餐厨垃圾与污泥、秸秆联合发酵对产气性能的影响,采用产甲烷潜力试验（BMP）研究了餐厨垃圾与污泥、秸秆不同配比联合发酵的产气性能,并采用修正的Gompertz模型对产甲烷潜力进行模拟.结果表明:物料配比与物料种类对联合发酵的产气性能有显著影响,餐厨垃圾+污泥配比为1:2时,产气性能优于1:1、2:1两组,产气量为286 mL/g[以VS（挥发性固体）计,下同];餐厨垃圾+秸秆配比为1:1时,产气性能优于1:2、2:1两组,产气量为347 mL/g;餐厨垃圾+污泥+秸秆配比为1:1:1时,产气性能优于1:2:1、2:1:1两组,产气量为373 mL/g.两种物料配比中,餐厨垃圾+秸秆的产气性能优于餐厨垃圾+污泥;餐厨垃圾+污泥+秸秆3种物料混合后物料种类变丰富,元素配比更均衡,联合发酵的产气性能优于两种物料联合发酵,其最优配比为1:1:1,C/N值为13,接近最优C/N值（15~20）.研究显示,不同配比物料产气性能差异性较大,可为大中型沼气工程在获得不同物料的情况下选择最优的进料配比提供理论指导,以解决其在设计与投资收益评估方面所面临的物料选择问题.      

含固率和有机负荷对厨余垃圾厌氧消化性能及沼渣特性的影响

为提高厨余垃圾厌氧消化性能和促进沼渣资源化利用,以底物降解效能和产甲烷量最大化为目标,分别考察不同进料总固体（TS）含量（含固率）(12%、15%、18%、25%、28%、33%)和有机负荷〔8.5、10.5、13.5 g/(L·d),以挥发性固体(VS)计〕条件下厨余垃圾的中温厌氧消化特性,并对最优进料参数下沼渣特性和资源利用潜力进行分析. 结果表明:进料TS含量是影响厨余垃圾厌氧消化效能的重要因素,调节进料TS含量至25%时可获得最大累计产甲烷量(16.81 L)和最高单位容积负荷累计产甲烷量(42.01 L/L),挥发性固体降解率达72.29%,系统运行稳定. 在进料TS含量为25%的条件下,系统累计产甲烷量随有机负荷的增加呈先升高后降低的趋势,有机负荷为10.5 g/(L·d)时,系统累计产甲烷量和挥发性固体降解率最高,分别为24.04 L和79.64%,未产生酸抑制现象. 厌氧消化过程中产生的副产物沼渣中有机质和总养分含量较高,电导率和重金属含量较低,pH适宜,满足《有机肥料》(NY 525—2021)和《绿化用有机基质》(GB/T 33891—2017)的要求. 研究显示:当进料TS含量为25%、有机负荷为10.5 g/(L·d)时,厌氧消化系统运行效能最优;沼渣营养成分较高、生物毒性较低,具有较大资源化利用潜力,后续经脱水处理并提高腐熟程度后可进行应用.      

餐厨垃圾处理设备的现状与发展趋势研究

针对人类社会在日常运转中产生的大量餐厨垃圾,当下最有效的应对措施是发展相关的餐厨垃圾处理产业,以相关的工作模式和工作设备来应对餐厨垃圾的处理工作。由于餐厨垃圾的特殊性,不同于一般的日常生活垃圾,因此餐厨垃圾的处理设备自然也就有独特的特点与性质。当下社会中餐厨垃圾处理设备行业的发展可谓如火如荼,各种各样的餐厨垃圾处理设备应运而生,针对餐厨垃圾处理设备的发展现状与发展趋势详细的探讨,对促进中国餐饮垃圾处理行业的发展具有借鉴意义。     

通风速率对厨余垃圾堆肥NH3和H2S排放及腐熟度影响

为了减少厨余垃圾堆肥过程中NH3和H2S产生,该研究以通风速率0.16m3/h的纯厨余堆肥作为对照,以添加15%玉米秸秆(湿基)的厨余垃圾堆肥作为处理,并设置3个不同的通风速率(0.08、0.16和 0.24m3/h),研究通风速率对NH3和H2S排放及堆肥腐熟度的影响.结果表明:纯厨余垃圾堆肥总氮含量有所下降,添加秸秆后总氮量都有不同程度的提高,通风速率为0.16m3/h的处理效果最好,总氮含量可提高39.05%.与纯厨余堆肥相比,添加秸秆可减排14%~53% 的NH3 和67%~80%的H2S.随着通风速率的增加,NH3累计排放量呈对数增长趋势;H2S排放无明显规律,但过低和过高的通风速率,都会导致较高的H2S排放.堆肥结束后, 4个处理均可达到无害化标准和腐熟要求.综合NH3和H2S控制效果,厨余垃圾堆肥合适通风速率为0.16m3/h.     

餐厨垃圾两相厌氧消化特性试验研究

研究了餐厨垃圾两相厌氧消化特性。以北京化工大学餐厨垃圾为原料,分别以不同有机负荷(10、30、50和70 gVS/L)、接种量(5、10、15和20 gVS/L)、酸化时间(3、5、7和9 d)考察其对酸化效果的影响,并对酸化出料进行甲烷化产气实验。结果表明,餐厨垃圾最优酸化条件为有机负荷30 gVS/L,酸化时间5 d,接种量15 gVS/L。在此条件下,单位负荷产酸率为561.0 mg乙酸/gVS,酸化末端产物主要为乙酸和丁酸,单位负荷累积产气量达到826.7 mL/gVS,比乙醇型最佳条件单位负荷累积产气量763.8 mL/gVS高8.2%,比丁酸型最低单位负荷累积产气量70.6 mL/gVS高1 070.3%。有机负荷、酸化时间、接种量依次对餐厨垃圾酸化有重要的影响,并且餐厨垃圾酸化效果和产气性能具有一致性。研究结果可为城市生活垃圾厌氧消化提供设计和运行依据。     

餐厨垃圾渗滤液强化城市污泥消化作用研究

针对城市污水厂污泥热值低、C/N比低,厌氧消化效率低的问题,结合餐厨垃圾渗滤液中有机物含量高、C/N比高的特点,研究了城市污泥、餐厨垃圾渗滤液共消化过程.结果表明:垃圾渗滤液的添加促进了污泥厌氧消化甲烷气的产生,添加生、熟垃圾渗滤液的消化污泥累计产甲烷量分别为542 mL、2102 mL,是未添加渗滤液(参照样)的污泥消化产气量的1.2倍、4.6倍,甲烷单位产量分别为261(参照样)、675.8、971.0L·kg-1(以VS计);同污泥单独厌氧消化相比,添加生、熟垃圾渗滤液能强化污泥VS/TS的去除,其去除率分别为15.3%和26.3%;通过共消化,污泥上清液的SCOD去除率均高于90%,出水COD也基本一致,并未因垃圾渗滤液的添加而发生大的波动.污泥与餐厨垃圾渗滤液的共消化能够促进有机物的去除,强化甲烷气的产生,实现了污泥与渗滤液的稳定化、无害化和资源化.     

半连续泔脚垃圾与猪粪混合厌氧消化研究

在中温(35℃)条件下,采用逐渐提高有机负荷的半连续进料方式,研究泔脚垃圾厌氧消化规律。在1gVS/(L.d)、1.25 gVS/(L.d)和1.5 gVS/(L.d)的有机负荷下,厌氧消化系统能够稳定运行,实现水解酸化阶段和产甲烷阶段的动态平衡,甲烷产率与日产气量的变化规律一致,pH、VFA、氨氮浓度分别保持在7.2和360mg/L1、500 mg/L左右。当有机负荷为1.5 gVS/(L.d),每克VS的甲烷产率和甲烷百分数出现最大值,分别为1.40 L/g7、1.37%,此时厌氧消化系统处于最佳运行状态。     

沼液回流时间对厨余垃圾高含固厌氧发酵的影响

研究了高温(55±2)℃下沼液回流时间(1,6,12,24 h/d)对厨余垃圾高含固(15%TS)厌氧发酵产氢的影响,并探讨了不同沼液回流时间下微生物群落的演替规律。结果表明:增加沼液回流时间可提高产氢量,缓解VFAs积累的抑制效应,回流时间为24 h/d时氢气累积产量最大,为111.44 L,VFAs浓度为28.34 g/L,比回流时间1 h/d时降低了15.40%。厨余垃圾厌氧发酵过程中延长回流时间可恢复酸化体系的pH,且未形成氨积累。回流时间较短(12 h/d)的S实验组中,随着发酵的进行,微生物群落结构多样性降低,在门水平上Firmicutes逐渐演替为优势菌(49.2%~89.5%),回流时间较长(24 h/d)的T实验组一直保持较高的微生物多样性,发酵结束时,Firmicutes、Chloroflexi、Proteobacteria、Euryarchaeota相对丰度分别为27.8%、33.6%、13.0%和12.3%;属水平上T实验组(24 h/d)的产氢菌相对丰度高于S实验组(12 h/d),发酵结束时产氢菌Clostridium和Thermoanaerobacterium的相对丰度分别为10.5%和3.2%。延长沼液回流时间可促进VFAs与葡萄糖代谢产氢。冗余分析表明,沼液回流时间和产气量主要与Firmicutes和Chloroflexi中菌属变化较明显相关。     

有机负荷对秸秆床反应器厌氧生物产沼气的影响

在实验室条件下,以打捆麦秸为固定相,以猪场废水为流动相,采用半连续进料方式,考察了不同猪场废水容积负荷对秸秆床反应器产沼气的影响.结果表明:发酵前25d,较高的猪场废水有机负荷对反应器产气有一定抑制,之后日产气量和容积产气量迅速增加,并明显高于低猪场废水有机负荷的处理,当猪场废水容积负荷为7.2kgCOD/(m3×d)时,厌氧反应器最大容积产气量达2.29m3/(m3×d),产气稳定后维持在1.52~1.76m3/(m3×d),较猪场废水容积负荷为2.4,1.44kgCOD/(m3×d)的处理分别提高了50%和130%以上,对产气中甲烷含量无明显影响;较高的猪场废水容积负荷不利于麦秸厌氧发酵产沼气,发酵后麦秸干物质损失率、纤维素和半纤维素分解率均与猪场废水容积负荷成反比,红外的结果与之一致.对发酵后麦秸水浸提液的DGGE检测表明,维持反应器高有机负荷、低发酵液HRT,促进了厌氧微生物在麦秸表面定植,微生物种群数量和丰富度均明显高于低有机负荷、高发酵液HRT的处理,反应器耐高有机负荷冲击的能力增强.采用秸秆床反应器处理农村常见的秸秆和畜禽养殖污水产沼气是可行的,且较高的废水有机负荷有利于提高反应器容积产气率.