我国餐厨废弃物厌氧消化技术的物质流分析

针对我国目前进行的餐厨废弃物资源化与无害化试点城市建设,以广泛采用的厌氧消化技术为研究对象,进行物质流分析,评价了其资源化利用情况。得出:我国餐厨废弃物厌氧处理技术资源化产品仅为输出物质的23.7%,废渣和废水占输出的76.3%;餐厨废弃物无害化处理率平均为73.5%,资源化利用率平均为24.4%。最后,针对餐厨废弃物厌氧消化废水废渣产量大、资源化利用率低等问题,提出将沼液沼渣合理利用,将垃圾分类就地处理以及改进厌氧消化技术等措施。     

有机固废沼渣特性及其资源化探究

有机固废厌氧消化是固体废物领域实现"双碳目标"的重要途径,但沼渣处理的"梗阻"问题制约了其应用与发展。通过文献调研大中型厌氧消化工程案例的实际数据,分析了4类典型有机固废沼渣,厨余垃圾、市政污泥、农业固废、城市固废有机组分的基本性质、营养物含量与重金属含量。基于沼渣特性、结合政策与规范标准阐述了国内外沼渣处理模式异同,并探讨了我国沼渣发展的瓶颈与发展方向。最后,从运输距离、规模效益、经济成本、市场渠道、碳排放等方面重点探讨了沼渣传统资源化处置路径与新兴资源化技术的机遇与挑战,旨在为政策制定、技术发展和产业应用提供参考。     

基于鸡粪的厌氧共消化产沼技术的不足与改进

单独利用鸡粪进行厌氧消化产沼因C/N值低、氨抑制等问题,将不利于消化和产甲烷过程。采用厌氧共消化产沼技术,通过添加单种或多种有机含量高但氮含量低的废弃物与鸡粪进行混合消化,不仅平衡了消化底物的营养,也提高了氨抑制的阈值,有利于提高产沼和产甲烷效率。提出了耦合氨抑制解除方法和厌氧共消化产沼技术解决共消化体系中鸡粪占比不高问题的研究方向。     

预处理对造纸污泥厌氧消化产甲烷性能的影响研究

采用碱(NaOH)和生物(蘑菇渣、绿色木霉)2种方法分别预处理造纸污泥,并将预处理后的造纸污泥与味精废液进行联合厌氧消化,研究不同预处理方式对造纸污泥的影响以及对后续联合厌氧消化甲烷产率的影响.结果表明,造纸污泥经过碱(NaOH)预处理和生物预处理(蘑菇渣、绿色木霉)后,污泥颗粒的结构变得紧实、平滑,颗粒间的孔隙度减少,污泥絮体中的纤维长度明显变短、污泥中的SCOD增加了35.5%~1130%、VSS降低了6%~19%、SVsludge增加了32%~192%,NH3-N浓度提高了36%~62.4%,表明预处理后污泥中的大分子物质被降解成小分子物质,且碱预处理对污泥产生的变化较生物处理大;经预处理后的造纸污泥与味精废液联合厌氧消化,甲烷得率分别为:NaOH预处理0.32m3 CH4/kg VS、蘑菇渣预处理0.23 m3 CH4/kg VS,较CK分别提高了54%~88%和12%~34%,可见碱预处理提高甲烷产率效果更明显,由于蘑菇渣预处理具有成本低、解决二次污染、实现废物再利用等优点,因此两者在预处理提高造纸污泥厌氧消化甲烷产率方面都具有重要意义.     

基于高压挤压预处理的生活垃圾干湿分离处理工艺不同场景综合效益分析

目前，生活垃圾分类已经在我国逐渐成为一种"新风尚"，但现阶段以厨余组分为代表的湿垃圾和可燃组分为代表的干垃圾分离效率仍然有限，使得后端生物处理技术难以高效运行，同时也降低了垃圾焚烧厂的能源回收率，这些问题已成为制约我国生活垃圾分类持续推进的瓶颈.本文在前期对高压挤压预处理的研究基础上，利用生命周期清单分析的方法，从温室气体排放、净能源产生、污染物释放、资源回收和垃圾减量等方面，对高压挤压预处理后"湿垃圾厌氧消化+沼渣填埋+干垃圾焚烧发电"、"湿垃圾厌氧消化+沼渣土地利用+干垃圾焚烧发电"和"混合垃圾焚烧"3种处理场景开展对比分析，评估3种场景的综合环境效益，阐明预处理作用与意义.结果表明，处理每吨原生垃圾，两种基于高压挤压预处理的生活垃圾干湿分离处理场景可分别减排温室气体218.84和264.08 kgCO₂-Eq，远高于混合垃圾焚烧工艺（169.68 kgCO₂-Eq）；在净能源产生方面，两种干湿分离处理场景较混合垃圾焚烧场景约少10%，但同样会削减焚烧过程产生的有毒污染物.此外，利用"湿垃圾厌氧消化产生的沼渣进一步脱水后进行土地利用"这一场景处理每吨生活垃圾，不仅能够实现约160.7 kg的资源回收，而且垃圾整体减量率达到93.4%，是一种适合我国国情的垃圾处理方式.     

餐厨垃圾厌氧消化过程养分综合利用研究

餐厨垃圾产量大、危害大、回收价值高,合理利用其中磷的资源价值,可规避其污染风险。综合利用情景分析与物质流分析方法,基于情景分析和养分流动概念模型,对苏南地区餐厨垃圾厌氧消化副产物以3种情景进行处理[沼液进行水处理,沼渣焚烧（情景1,S1）;沼液还田,沼渣制有机肥（情景2,S2）;沼液进行水处理,沼渣制有机肥（情景3,S3）],以100 t的餐厨垃圾处理规模为参考,分析总磷（TP）的物质流。结果表明：S1的餐厨垃圾中有0.99 kg TP还田,最终有0.96 kg TP进入水稻;S2的餐厨垃圾中有64.05 kg TP还田,最终有62.10 kg TP进入水稻;S3的餐厨垃圾中有8.67 kg TP还田,最终有8.49 kg TP进入水稻。结合经济性能对3种情景进行综合评价,发现S2为餐厨垃圾资源化的最优模式,TP的资源化利用率为91.53%,远高于S1和S3。     

污泥厌氧消化预处理的研究进展

城市污水在污泥厌氧消化时,时间长,且产气量较低。污泥的厌氧消化包括水解、酸化、产乙酸、产甲烷等过程。研究发现,在污泥的厌氧消化中固态物的水解、液化是主要的控制过程。本文介绍了几种预处理方法：机械预处理、超声波预处理、臭氧氧化预处理和加碱预处理。改变污泥的特性,利于后续厌氧消化的处理。     

厌氧塘处理畜禽养殖废水的研究进展

畜禽养殖废水具有有机物和氨氮浓度高、水量大、集中排放等特点,处理不当会对环境带来严重影响。目前的主要处理方式为基于厌氧过程的生物处理工艺,但投资、操作维护、运行费用、处理量、沼渣沼液的处理等方面是常规厌氧工艺的短板。厌氧塘工艺具有施工过程简单、运行成本低廉、处理水量大等优点,在畜禽养殖废水的处理领域具有较强的推广潜力。文章讨论了目前厌氧塘处理畜禽养殖废水的发展进程,分析了温度、p H、混合等对处理性能的影响,并展望了厌氧塘工艺的应用前景和研发挑战。     

基于碳氮平衡模型评价厨余垃圾厌氧消化工程

以典型厨余垃圾厌氧消化工程为研究对象,使用碳氮平衡全流程模型计算,分析比较了碳氮物质流模型计算结果与采样实测数据;通过碳氮在固液气三相的全流程分配,评价工程实际运行效能.结果表明,实测数据与模拟结果比较,显示碳氮物质流在厌氧产气部分拟合效果较好（拟合优度0.88）,但在固液分离组件环节存在显著缺陷.通过优化消化液含固率（TS）与固液分离分配比的关系,改进了模型的固液分离组件,从而提高了沼液和沼渣含固率的模拟效果,拟合优度分别提高至0.97和0.82;通过嵌入实际产气程度（R_BMP）,提出并应用了一种基于碳氮平衡模型的评估方法,可判别厌氧消化反应器运行状况.     

污泥厌氧消化预处理的研究进展

城市污水在污泥厌氧消化时，时间长，且产气量较低。污泥的厌氧消化包括水解、酸化、产乙酸、产甲烷等过程。研究发现，在污泥的厌氧消化中固态物的水解、液化是主要的控制过程。本文介绍了几种预处理方法：机械预处理、超声波预处理、臭氧氧化顸处理和加碱预处理。改变污泥的特性，利于后续厌氧消化的处理。     

热水解和超声波预处理对污泥厌氧消化效能的影响研究

针对城市污泥厌氧消化中由于融胞困难所存在的消化速率低、产气量低等问题,采用热水解、超声及热超声组合的方法对污泥进行预处理,预处理后污泥分别经35,41,55℃厌氧消化,考察预处理和温度对厌氧消化产气性能的影响。结果显示:通过增加预处理,可以使污泥厌氧消化产气量提高16.51%~36.98%,并可将55℃温度条件下厌氧消化周期最小缩短至11 d。合理的升高温度和增加预处理可以使污泥的厌氧消化性能得到一定的改善。但在相同预处理条件下,厌氧消化温度由35℃升高到55℃时其厌氧消化效果的改善却并不明显。试验结果可以为城市污泥厌氧消化工艺的选择提供一定的技术支撑。     

不同污泥预处理方法对污泥厌氧消化产气量影响研究

污泥溶胞破解是提高污泥厌氧消化产气量的重要手段。实验比较了热预处理、碱预处理、热碱预处理以及电化学热处理四种破解方法对污泥厌氧消化产气量的优化效果,通过对沼气累计产量、日产气速率、CH4在沼气中的含量占比等指标的分析,结果表明,不同的破解方法对污泥厌氧消化产气量的优化程度是不同的。     

以沼气为纽带的生物循环生态模式研究

介绍了仪征市久闻农业科技示范园以沼气为纽带,通过沼气、沼液、沼渣的综合利用,形成了以“鸭粪喂猪、猪粪产沼、沼气育雏、沼液养鱼、沼渣肥林（菜）”为主的“鸭-猪-沼-鱼（林、菜）”循环生态模式,并完善了相应的配套技术。该模式的应用,使得畜禽生产的粪便污水等污染物得到了有效处理和利用,改变了园区的卫生状况,改善了生态环境;实现了资源的高效合理循环,减少了企业生产生活过程中燃料、肥料、饲料等投入,降低了生产成本,取得了较好的经济效益。     

河湖藻类水华应急治理决策研究

对河湖藻类水华影响因素进行了归纳,对藻类水华应急治理决策影响因素进行了阐述,综述了现行水华治理方法,概述了水华应急治理决策相关流程、打造水华应急治理智能决策平台等内容.     

预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究进展

对餐厨垃圾进行厌氧消化处理可以有效规避填埋和焚烧等传统方式带来的环境污染风险,实现餐厨垃圾的资源化和无害化,但餐厨垃圾厌氧消化的水解步骤通常被认为是整个厌氧消化的限速步骤。一些物理、化学、生物和复合的预处理手段,可以达到减小餐厨垃圾颗粒粒径和增强可溶性的目的,进而促进餐厨垃圾的厌氧消化。通过阐述各种餐厨垃圾预处理原理,总结其对厌氧消化的影响,并提出了未来餐厨垃圾厌氧消化预处理的发展方向。     

猪粪及奶牛粪中温厌氧发酵对Cu和Zn的影响

以猪粪和奶牛粪为发酵原料,在中温〔(37±2)℃〕条件下采用完全混合式厌氧反应器进行了158 d的室内试验研究,分析厌氧发酵过程中Cu和Zn在沼液中质量浓度的变化及其在沼渣中的赋存形态. 结果表明:①猪粪沼液中ρ(TCu)和ρ(TZn)(TCu和TZn分别为总Cu和总Zn)随发酵时间的增加逐渐升高,而奶牛粪沼液中二者变幅不明显. ②整个发酵过程中,猪粪沼液中ρ(TCu)和ρ(TZn)的平均值极显著低于进料(P<0.001),降幅分别为80%和43%;而奶牛粪沼液中二者降幅分别仅为11%和13%. ③猪粪和奶牛粪沼液中ρ(溶解性Cu)占ρ(TCu)的53%和43%,与进料相比有小幅降低;而猪粪和奶牛粪沼液中ρ(溶解性Zn)占ρ(TZn)的35%和19%,极显著高于进料(P≤0.01),增幅分别为109%和37%. ④猪粪和奶牛粪沼渣中Cu主要以可氧化态存在,Zn主要以残渣态和酸溶态/可交换态存在. 中温厌氧发酵对猪粪和奶牛粪中溶解性Cu和Zn的削减效果有限,并且沼渣中残渣态Cu和Zn的减少可能增加二者的生物有效性,因此不利于农田的直接利用.      

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.      

醋糟高效厌氧消化体系构建

运用高固态厌氧消化模式,通过提高反应体系均质程度和沼液回流等手段,逐步提升物料负荷,对未经预处理的醋糟进行厌氧消化处理,成功构建了醋糟高效厌氧消化体系.结果表明,在反应体系物料负荷达到6.15 g·(L·d)~(-1)时表现出最佳的厌氧消化性能,单位干物料产沼气量为396 m L·g~(-1),单位干物料产甲烷量为211 m L·g~(-1).该物料负荷下半纤维素降解率达到63.66%,是醋糟厌氧消化性能提高的主要原因.纤维素、木质素的降解率分别为21.46%、24.43%,较低的降解效率主要是由于木质素中的苯环结构难以降解,并阻碍纤维素酶的水解作用,对纤维素降解产生屏蔽效应.     

石化废水剩余污泥厌氧消化预处理技术

石化废水剩余污泥在厌氧消化时,污泥停留时间长,且产气量较低,并且反应器容积较大,所需资金投入较高。污泥厌氧消化预处理能够改变污泥特性,缩短了后续消化时间,提高甲烷产量,减少剩余污泥量。综述了各种污泥预处理技术的最新进展,分析了石化污泥厌氧消化预处理的可行性。     

污泥厌氧消化技术的研究与进展

厌氧消化是目前国际上应用最为广泛的污泥稳定化和资源化的方法,随着全球性的能源危机以及各国可持续发展和环保法规的相继出台,该技术将有更加广阔的发展前景。阐述了厌氧消化的基本原理和应用情况,讨论了近年国外针对厌氧消化预处理技术和不同运行条件对厌氧消化反应效果的影响以及不同污泥处理工艺产能效果等方面研究成果及最新进展。