“双碳”战略背景下我国厨余垃圾处理技术选择

着眼于餐厨垃圾处理方式与碳排放的关联点,基于典型案例分析,对不同类型处理技术进行了碳排放量估算,并以此为基础进行了对比分析。结果表明,厨余垃圾处理技术方案的选择因地而异。在人口密度较高的大城市,BEAI技术模式可以作为近期优选技术方案,RBEAW技术模式宜作为中远期优选技术方案;在地广人稀的西北地区,应优先采用厌氧消化技术,沼渣沼液可以用作农肥;在荒漠地区,可以采用生物直接技术,除杂后将水解液和水解残渣用作荒漠土壤改良剂。     

厨余垃圾与污泥厌氧发酵产甲烷的协同作用

以剩余污泥和厨余垃圾混合进行共发酵,评估其厌氧发酵协同效果,基于挥发性固体悬浮物(VSS)设置剩余污泥和厨余垃圾比例为1∶0,4∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶4,0∶1的生化甲烷潜势(BMP)实验,通过厌氧发酵前后pH值、COD、总氮、氨氮、硝酸盐氮等参数的变化,甲烷产量,碳的迁移、转化和微生物群落结构变化评价协同...     

有机负荷和进料频率对高含固厨余垃圾厌氧消化系统性能的影响

以系统降解效能和产甲烷量最大化为目标,分别考察不同有机负荷（8.93、10.71、13.39 kg·m^-3·d^-1）及进料频率（1、2、3次·d^-1）下厨余垃圾中温厌氧消化系统运行过程中甲烷产量、SCOD、氨氮、pH和挥发性脂肪酸（VFAs）的变化,旨在明确系统负荷边界及进料频率对系统稳定性的影响.结果表明,系统的有机负荷存在最优值,系统累计产甲烷量随负荷的增加而升高,随后降低,有机负荷为10.71 kg·m^-3·d^-1时获得最大累计产甲烷量37.17 L,VS降解率72.58%.负荷增加系统稳定性下降甚至失稳,各物质出现积累,不利于反应的进行.增加进料频率可优化系统运行参数,显著提高系统产气和产甲烷量,进料频率较高时,运行周期内系统的甲烷产量及产率最高,分别达到45.03 L和0.738 L·g^-1,呈线性增长,增加进料频率可提高系统对氨氮的耐受能力,显著提高系统稳定性,明显改善VFA和丙酸积累问题.     

粪便与厨余垃圾现场处理研究

研究了粪便与厨余垃圾的源头真空管道收集及现场生物处理技术,根据系统工艺设计方案进行了分单元的小试.研究表明:真空便器的冲水量约为1L/次,破碎1kg垃圾用水0.4～0.6L;厌氧消化反应器进料粪便占40%,厨余垃圾占60%,水分控制在93%左右,C/N=25∶1左右,pH控制在6.2～7.3之间,最佳搅拌频率为6h/d,总停留时间28d;ABR反应器对混合上清液的COD去除率可达91%;用驯化得到的解磷、解钾菌株与消化污泥混合制取菌肥,解磷菌对土壤有效磷增强度67.5%,解钾菌对土壤有效钾增强度33.4%.     

居民厨余垃圾处理处置意愿与行为一致性影响因素研究

针对城镇居民厨余垃圾处理处置意愿与行为开展了调研,以二元Logistic回归模型分析了影响居民厨余垃圾处理处置意愿与行为一致性的因素。结果表明：居民对开展厨余垃圾处理处置有意愿占比84.3%,无行为占比71.1%,居民厨余垃圾处理处置意愿与行为的悖离率达到55.4%。居民环境认知、主观规范、行为态度对居民厨余垃圾处理处置意愿与行为悖离具有显著性影响。为此,需要从实施源头减量化、坚持单独分类收集、完善收运体系、加强监督管理等方面确保厨余垃圾处理处置落到实处。     

剩余活性污泥和厨余垃圾续批式混合中温消化试验研究

将加碱水解和未水解剩余活性污泥与厨余垃圾混合后进行序批式中温厌氧消化,对生化产甲烷势(BMP)进行了测定.剩余活性污泥的水解通过添加NaOH进行,合理的NaOH投量为40 mmol/L,在25 ℃和35 ℃下经过6 h的水解后SCOD水解率分别提高27.4%和31.1%.厨余垃圾、25℃和35℃下水解污泥的最终甲烷产量分别为607、284、312 mL/g(VS),两种水解污泥比未水解污泥分别高出43%、57.6%,水解污泥和厨余垃圾混合消化的可降解能力要优于未水解污泥和厨余垃圾的混合进料.     

剩余活性污泥和厨余垃圾的混合中温厌氧消化

研究了混合比例和水力停留时间对剩余活性污泥和厨余垃圾混合中温厌氧消化过程的影响,混合进料按照TS之比分别采用75%∶25%、50%∶50%和25%∶75%,HRT为10d、15d和20d.结果表明,在整个运行期间,进料VS有机负荷为1.53～5.63g/(L.d),没有出现pH降低、碱度不足、氨抑制和VFA积累等抑制现象.进料TS之比为50%∶50%时,具有最大的缓冲能力,稳定性和处理效果都比较理想,相应的挥发性固体去除率为51.1%～56.4%,单位VS的甲烷产率为0.353～0.373 L/g,甲烷含量为61.8%～67.4%.     

三菌复合发酵提高厨余真蛋白含量的研究

为改善厨余发酵的品质,增加发酵后产品蛋白含量。采用三菌复合对厨余进行发酵,探讨了三菌复合的比例、接种量、发酵时间、初始pH值对发酵效果的影响,采用L9(34)正交实验对发酵条件进行优化,并对实验菌Lc和Ydy进行16S rRNA及18S rRNA分子鉴定。结果表明,最佳发酵条件为:菌剂配比(Lc∶Ydy∶S1)为3∶2∶1,接种量为0.15%,初始pH值为5.0,发酵时间为48 h。扩大实验结果表明,在最优发酵条件下,厨余经发酵后品质得到改善,真蛋白含量由发酵前的15.42%上升到发酵后的22.47%,增加率为45.80%;发酵后大肠菌群下降到30 cfu/g以下;乳酸菌及酵母菌数量分别为1.5×109 cfu/g和6.6×108 cfu/g。分子测序及鉴定结果表明,Lc为乳酸乳球菌,Ydy为热带假丝酵母菌。     

温度对厨余垃圾高温厌氧消化及微生物群落的影响

使用全混流反应器(CSTR),研究53℃和60℃条件下厨余垃圾的处理效果,同时利用T-RFLP(末端限制性片段长度多态性)以及16S rRNA基因克隆文库的方法,对微生物群落结构进行跟踪解析.结果表明,在温度为53℃、挥发性总固体(VTS)负荷为4 g L-1 d-1时,处理性能稳定,有机酸积累少,产气率约为900 mL/g VTS;当温度升高至60℃时,TOC和有机酸积累,产气率显著下降.微生物群落分析结果表明,当温度从53℃升高至60℃后,细菌群落从以发酵产酸菌群为主转变为以各类发酵菌和有机酸氧化菌为主,产甲烷菌群落中乙酸营养型产甲烷菌比例下降,而氢营养型产甲烷菌比例升高.运行温度从53℃升高至60℃后厌氧处理能力下降的主要原因是乙酸营养型产甲烷菌比例下降,乙酸的消耗需要通过乙酸氧化菌和氢营养型的产甲烷菌的协同作用,产甲烷速率降低,从而导致处理能力下降.图3表3参50