厨余垃圾干湿压榨分离-水热炭化技术工程应用研究

以厨余垃圾干湿压榨分离-水热炭化技术的工程应用为研究对象,评估工程的运行效能,分析单位厨余垃圾处理的能耗情况,核算厨余垃圾处理成本。结果表明:该厨余垃圾处理工程日均处理量为115.32 t/d,厨余垃圾平均减量化率达到60.31%。厨余垃圾经干湿压榨分离-水热炭化处理得到的产物为干垃圾和水热炭,含水量分别为68.41%和35.92%,低位热值分别为5029.61 J/g和14424.80 J/g,与未处理的厨余垃圾相比,其燃烧性能大幅提升。厨余垃圾处理的单位能耗为46.26 kW·h/t,其中压榨处理环节的能耗只占总能耗的10.54%,水热炭化处理环节能耗占比最高,达到了72.14%。每吨厨余垃圾的处理成本为386.56元,水热炭化处理的成本占总成本的41.69%。该工程有效地实现了厨余垃圾的减量化与资源化,处理产物在制备垃圾衍生燃料、吸附材料、生物碳基肥料以及土壤改良剂方面具有很好的应用前景,为城市厨余垃圾处理工程建设提供提供了可靠的设计参考与技术支撑。     

基于GA-BP神经网络的餐厨垃圾合成PHA工艺产量预测

为了预估混合底物碳源条件下活性污泥PHA合成产量预测的准确度,通过引入遗传算法对BP人工神经网络的权值和阈值进行优选,建立基于GA-BP神经网络的餐厨垃圾合成PHA工艺产量预测模型。以餐厨垃圾发酵液为底物碳源,利用活性污泥在ADD模式下进行PHA合成。以实验数据为基础训练神经网络模型,通过实测数据与模型预测数据之间的对比,验证了人工神经网络预测模型的精确度,并对长期PHA合成能力进行了预测。结论表明:基于遗传算法改进的GA-BP网络模型表现出比传统BP神经网络模型更佳的预测准确度,为评估混合菌群PHA最大合成产量的长期发展趋势,确定合理富集时长探索了可行方法。     

米曲霉发酵厨余垃圾制备富酶产物的研究

为了探讨利用微生物发酵厨余垃圾产酶的最佳条件,实现厨余垃圾高值资源化,选取米曲霉为试验菌种,基于米曲霉BNCC142787 (简称“米曲霉B”)、米曲霉CGMCC3.4427 (简称“米曲霉C”)的生长特性解析,研究不同培养方式(静置、振荡)和培养温度(30、35、40 ℃)对米曲霉好氧发酵厨余垃圾产酶性能的影响. 结果表明:米曲霉B和米曲霉C分别在30 ℃和40 ℃、pH为6的培养条件下生长最佳;与静置培养相比,振荡培养可显著提高米曲霉菌丝体的形成和生长速率,促进淀粉酶和蛋白酶分泌. 米曲霉B在40 ℃下厨余垃圾好氧发酵48 h时蛋白酶活性最高,为66.64 U/g;在30 ℃下好氧发酵48 h时,其淀粉酶活性最佳,为129.44 U/g. 米曲霉C在40 ℃下、厨余垃圾好氧发酵96 h时蛋白质酶和淀粉酶活性均达到最高,分别为64.02和131.11 U/g. 研究显示,米曲霉B和米曲霉C产生蛋白酶与淀粉酶的能力相当,但米曲霉B生长速率快,所需发酵时间短,可在温和的条件下实现产酶,因此采用米曲霉B在40 ℃、好氧发酵48 h条件下进行酶源制备,可充分利用厨余垃圾中的营养物质获得富含淀粉酶和蛋白酶的产物,具有显著的应用潜力.      

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.      

源头破碎沥水处理厨余垃圾及产甲烷潜力研究

针对国内家庭厨余垃圾总量大、处理难的特点,本文使用一种家庭端厨余垃圾破碎沥水设备,对破碎沥水后的厨余垃圾体积、重量、理化和产气潜力等进行评价。结果表明,厨余垃圾经过破碎沥水处理后减容率和减重率分别为40%～60%和15～30%;处理后厨余垃圾适合厌氧发酵处理,且设备产生的冲洗废水可直接汇入生活污水管网;厨余垃圾发酵产生甲烷含量高达到55%,试验开始时即表现出较高的产气速率;不同有机成分影响厨余垃圾的发酵。     

湿热法处理实现厨余垃圾饲料化的研究

探索了湿热法工艺处理厨余垃圾并将其饲料化的可行性.实验表明,湿热法处理可以在满足消毒杀菌的同时,降低厨余原料中的高油脂含量和高含盐量,调节营养成分,实现物化性状的均一.经湿热法处理后的厨余垃圾的饲用价值得到明显改善,可作为良好的饲料原料,同时可回收利用油脂.总之,湿热法工艺可实现厨余垃圾的无害化、减量化和资源化处理,对于消除环境污染、缓解我国饲料原料紧张及资源回收利用等方面有着显著的环境效益、社会效益和经济效益,具有重要的现实意义.     

翻堆频率对厨余垃圾堆肥过程中H_2S和NH_3排放的影响

为研究厨余垃圾堆肥过程中翻堆频率对H2S和NH3排放的影响,以大类粗分后的厨余垃圾为研究对象,玉米秸秆为调理剂,设置4组翻堆频率不同的处理(每周2次,2周1次,2周1次和不翻堆)进行对比研究。结果表明:翻堆频率的变化对H2S的排放影响不大,对NH3的排放有显著的影响,翻堆频率过高会增加NH3的累积排放量,翻堆频率过低虽然能降低NH3的累积排放量,但会影响到堆肥产物的腐熟。综合厨余垃圾堆肥的无害化指标、H2S和NH3的排放以及最终堆肥产品的毒性检验,在实验条件下,翻堆频率设为每周1次在堆料腐熟的基础上对H2S和NH3减排效果最好。     

厨余垃圾堆肥减量效果与产品质量性质分析

厨余垃圾堆肥是厨余垃圾资源化处理处置的重要途径之一。通过构建厨余垃圾好氧堆肥和堆肥精筛工程化工艺,分析了厨余垃圾堆肥的减量化效果,评价了厨余垃圾堆肥产品的质量性质。结果表明：厨余垃圾堆肥具有良好的减量化效果,平均减量化率为69.2%;堆肥产品（<6 mm）的有机质质量分数、总养分质量分数和种子发芽指数分别为47.8%,7.9%和71.2%,均优于NY/T 525—2021《有机肥料》标准。研究结果可为厨余垃圾资源化利用及处理处置提供技术参考。     

一株野生桑黄的分离鉴定与生物学特性

桑黄是我国传统名贵的药用真菌,在分类学上是锈革孔菌科(Hymenochaetaceae)几种药用真菌的总称.从北京延庆区四海镇黑汉岭采集到一株桑黄子实体,经分离纯化获得纯培养(编号SS).进一步开展其分类鉴定、最适培养条件和液体发酵产物活性研究.根据ITS鉴定,确定SS菌株属于锈革孔菌科针层孔菌属(Phellinus),与苹果木层孔菌(Phellinus tuberculosus)的相似性为95%;结合子实体、菌丝特征和寄主植物类型,确定SS菌株为苹果木层孔菌.SS菌株菌丝体最适培养条件研究表明,其最适碳源为葡萄糖,最适氮源为黄豆粉,最适C/N比为20/1,最适生长因子为维生素C,最适温度为28℃,最适pH为7.0.以马铃薯葡萄糖液体(PD)培养基、10%接种量、28℃、150 r/min培养7 d,发酵液中多糖含量为176.71 mg/L,黄酮含量为0.11 mg/L,抗氧化活性为7.82 mol/L(FeSO_4),未检测到多酚的存在.本研究从野外获取新的桑黄药用资源,其生物学特性结果可为野生药用真菌的人工驯化和开发利用提供理论依据.     

厨余垃圾综合利用中有关问题探析

厨余垃圾综合利用中出现的问题主要有:厨余再生饲料存在安全隐患,堆肥产品含盐量高,以及缺少相应的除臭、运输、存储设备.通过开发新的消毒除菌工艺、采用有效的脱盐方式,研制出厨余垃圾一体化处理处置设备等手段是解决上述问题的关键.