探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策
厌氧消化的影响因素有哪些
厌氧消化的影响因素有哪些厌氧消化是一种微生物通过在缺氧条件下分解有机物质来生产能量的过程。
它广泛应用于工业废弃物处理、农业废弃物处理和能源生产等领域。
厌氧消化的效果受到多种因素的影响,下面将详细介绍其中的一些主要因素。
1.温度:温度是影响厌氧消化过程的关键因素之一、在一定的温度范围内,厌氧消化的速率会随温度的升高而增加。
通常,对于厌氧消化系统来说,适宜的工作温度范围是30-40°C。
当温度过低或过高时,微生物的活性会受到抑制,从而影响厌氧消化过程的效果。
2.pH值:适宜的pH范围对于维持良好的厌氧消化过程非常重要。
多数厌氧消化系统的适宜pH范围为6.5-8.5、过低或过高的pH值都会对微生物的生长和代谢活动产生不利影响,进而影响消化过程的效果。
3.营养物质含量:厌氧消化过程需要碳源、氮源和磷源等营养物质的供应。
适当的营养物质含量可以促进微生物的生长和代谢活动,并有助于提高消化效果。
然而,过多或过少的营养物质供应都会对系统的稳定性和效果产生负面影响。
4.水分含量:适宜的水分含量对于维持良好的厌氧消化过程至关重要。
水分含量过高会导致系统的通气不良,影响微生物的生长和代谢活动;水分含量过低则会导致微生物的生理活动受限,从而影响消化效果。
5.其他环境因素:除了上述因素外,厌氧消化的效果还受到其他环境因素的影响,比如厌氧消化系统中的微生物群落结构,系统的有机物负荷和冲击负荷,以及系统的混合和通气等。
综上所述,厌氧消化的效果受到温度、pH值、营养物质含量、水分含量和其他环境因素的影响。
了解并控制这些因素,可以对厌氧消化系统进行优化,提高系统的稳定性和消化效果。
餐厨垃圾厌氧消化及综合利用技术分析
HEBEINONGJI摘要:本文在认清餐厨垃圾主要特征的基础之上,描述了目前餐厨垃圾的具体危害,主要的处理过程以及相应的优缺点。
同时,从具体的减量化,无害化以及资源利用的具体角度总结过去的相关经验,具体的介绍一种餐厨垃圾处理的综合技术方法,并展望餐厨垃圾未来的发展趋势。
关键词:餐厨垃圾;厌氧消化;技术餐厨垃圾厌氧消化及综合利用技术分析莱芜职业技术学院郑文红前言随着人们生活水平的迅速提高,“垃圾围城”的现象已经成为了一种社会问题,这种情况不容忽视。
餐厨垃圾具有的特征:高水分、高养分以及高含油量,当收集、存储以及处置的任何一个环节出现问题时,都会对相应的公共安全以及环境造成一定程度的危害。
餐厨垃圾会产生很多的细菌,严重的威胁着人体健康。
1国内外的技术现状目前,国内的餐厨处理技术主要是使用无害化的方法,而国外的资源利用的程度更高。
主要有垃圾填埋场,焚化,厌氧消化以及具体的有氧发酵过程等。
在许多地方,也有粉粹以及饲料转化的具体加工方法。
粉粹之后直排很容易产生油污并堵塞管道,还会增加市政管网污水处理负荷。
饲料的相关转化面临着蛋白质同源性的具体问题,前景非常的不明确。
1.1垃圾填埋场的方法在中国,垃圾填埋场的方法仍然占据主导地位。
一些餐厨垃圾与生活垃圾进行混合式的填埋。
这种方法的主要优点是投资比较少,工艺比较简单。
缺点就是占地面积比较大,渗滤液的处理以及二次污染的问题比较麻烦。
随着社会的不断发展以及土地资源的相对匮乏,垃圾填埋的处置方法所占比例逐渐下降。
1.2焚烧的相关方法生活垃圾多采用焚烧法处理。
然而,餐厨垃圾的水分含量比较高,发热量比较低,焚烧的经济价值也比较低,对于垃圾焚烧厂而言,投资比较大,并且在处理的过程当中可能会导致燃烧不是很充分,从而出现致癌物质。
1.3厌氧消化的方法厌氧消化方法是微生物在厌氧条件下分解有机物并产生甲烷等的一个过程。
厌氧消化是一种比较理想的处理方法,应用范围十分广泛,运行成本比较低。
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究餐厨垃圾是指由生活饮食、食品加工、餐厅及食堂等场所所产生的果皮、菜叶、鱼骨、肉骨头等有机质废弃物,其产生的数量非常庞大,同时也是一种生物可降解物质。
在处理餐厨垃圾时,传统的处理方式通常是填埋或焚烧,但这些方法会对环境造成严重污染。
为了解决这一问题,厌氧消化工艺被广泛应用于餐厨垃圾处理中。
厌氧消化是一种高效的有机废弃物处理方法,可将废物中有机物质转化为能源和肥料。
餐厨垃圾具有以下特性:1. 水分含量较高:餐厨垃圾中的水分含量通常在60%以上,这意味着在处理餐厨垃圾时需要控制好湿度以确保良好的发酵过程。
2. 碳氮比低:餐厨垃圾中含有大量的氮,但碳的含量较少。
为了保持良好的厌氧消化过程,需要添加一些含碳材料来提高碳氮比,如秸秆等。
3. 酸度高:餐厨垃圾本身具有较高的酸性,特别是当垃圾中含有发酵了的食物残渣时。
高酸度环境不仅会影响发酵过程,还会对厌氧消化过程造成危害。
通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾,优点在于其可回收利用有机物质,将其转化为沼气和肥料。
厌氧消化过程还可以减轻环境的负担,同时降低垃圾填埋的需求,减少有害气体的排放,从而保护环境。
在厌氧消化过程中,需要控制好温度、湿度和PH值,以确保良好的发酵效果。
此外,需要对发酵前的餐厨垃圾进行预处理,如粗碎和分选等,以提高其处理效果。
总结而言,餐厨垃圾具有高水分、低碳氮比和高酸度等特性,通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾可保护环境、节约资源,并使其转化为可再利用的沼气和肥料。
在实际操作中,需要严格控制各项参数以确保厌氧发酵的高效进行。
餐厨垃圾是我们日常生活中产生量最大的垃圾之一,其处理和回收再利用具有重要意义。
根据统计数据,中国每年餐饮行业所产生的餐厨垃圾约占城市垃圾总量的30%,而这些垃圾中含有大量的有机物质,因此具有广泛的可回收利用价值。
就餐厨垃圾的特性而言,其水分含量较高,通常在60%以上。
据统计,我国每天约有300万吨的餐厨垃圾需要处理,其中每吨餐厨垃圾含水量大约为800kg左右,这也给餐厨垃圾的处理带来了一定的困难。
餐厨垃圾厌氧消化
餐厨垃圾厌氧消化一、餐厨垃圾概述(一)餐厨垃圾现状餐厨垃圾,俗称泔脚,是城市日常生活中产生的最为普遍的废弃物,其主要成分包括淀粉类食物、植物纤维、动物蛋白和脂肪类等有机物,同时还存在这废餐具、塑料、包装物等多种其他垃圾。
餐厨垃圾主要来源于餐饮服务业、家庭和企事业单位食堂等产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)。
随着我们国家经济的飞速发展,城市化进程的逐渐加快,餐厨垃圾的产量呈现出逐年上升的趋势。
据统计,目前我国有酒店、餐馆近400万家,每天产生的餐厨垃圾数量十分惊人。
以北京市为例,全市日产餐厨垃圾已达约2000吨/天,如何处理数量巨大的餐厨垃圾,成为摆在城市管理者面前的巨大难题。
(二)餐厨垃圾的特性1、含水率高,可达80% - 95%2、盐分含量高,部分地区含辣椒,醋酸高3、有机物含量高,主要为蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等4、富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素5、存在有病原菌,病原微生物6、易腐烂、变质、发臭、滋生蚊蝇(三)餐厨垃圾的危害目前城市餐饮企业产生的餐厨垃圾多被养殖户收集,作为养殖饲料直接使用,未经过任何消毒处理的餐厨垃圾通过饲养的牲畜重新进入食物链,不但容易引起牲畜感染病毒,还可能会造成肝炎等疾病在人群中的传播;同时餐厨垃圾中含有大量的重金属物质以及苯类化合物等,会大量的积累在牲畜的肾脏等部位无法排出,并经过食物链最终停留在人体内,造成免疫力下降,提高癌症的发病率。
由于中国饮食文化丰富,在餐厨垃圾中还有大量的未食用油脂。
近些年来,各地均出现不法分子非法收购地沟油经再提炼后销往市场的事件。
地沟油最为中国餐厨垃圾重要的成分之一,含有黄曲霉素、笨等有毒物质,长期食用会提高肿瘤和癌症的发病率。
而目前全国均存在的地下地沟油市场已经严重影响到了人民的食品安全虽然餐厨垃圾对社会和人民生活已经产生了较大额危害,但因其富含有机物也可作为潜在的能源供应体。
通过恰当的处理方法,可以释放出蕴藏在餐厨垃圾中的能量,转化为电能、热能,作为常规能源的有效补充。
探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策
探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策本文针对餐厨垃圾厌氧消化影响因素进行了分析,并提出了相应的应对策略,仅供参考。
标签:餐厨垃圾;厌氧消化;影响因素;对策1厌氧消化影响因素分析1.1含固率厌氧消化过程中,含固率是需要设定的基本工况之一。
传统的厌氧消化通常在较低的含固率条件下进行,处理设施占地面积大,处理效率低,保温能耗高,沼液多;近年来新兴的高含固厌氧消化(TS为8%~15%)具有占地小、效率高、能耗低等优点而被广泛采用。
餐厨垃圾本身具有较高的含固率,通常为10%~25%,当厌氧消化进料含固率为15%时,餐厨垃圾厌氧消化效率相对于含固率5%时提高了37%。
根据某餐厨垃圾处理项目的物料平衡图可知,当原始餐厨垃圾含固率为20%时,预处理系统先将无机杂物去除,三相分离后得到油脂、有机固渣与贫油废水,将有机固渣与贫油废水混合后的餐厨浆液含固率为9.6%,有机质含量高,很适于进行厌氧消化产沼。
1.2有机负荷相关资料研究了序批式实验条件下不同有机负荷对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。
发现当有机负荷为4g/(L·d)时,餐厨垃圾厌氧消化所得到的甲烷产率最大,为547.1mL/g。
当有机负荷有所提高时,会延长餐厨垃圾厌氧消化反应的延滞期。
相关研究的餐厨垃圾干式发酵实验研究了不同有机负荷(40~60g/(L·d))条件下餐厨垃圾中温厌氧消化的性能,发现在序批条件下干发酵最佳有机负荷为42.9g/(L·d)。
在另一组餐厨浆液TS为5.4%~8.6%的厌氧消化实验里,当有机负荷从6.4g/(L·d)上升到21.8g/(L·d)时,甲烷产率从465mL/g下降到了377mL/g,有机负荷的波动对沼气产率的影响较大。
1.3Na+、挥发性脂肪酸与氨氮相关资料研究了餐厨垃圾厌氧消化系统内部总氨氮浓度的积累及抑制作用。
发现总氨氮在系统内部的积累,呈现一种先加快而后减慢的趋势,当氨氮达到一定浓度时,便会停止积累,保持稳定。
预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响探析
预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响探析摘要:本文探讨了成都市餐厨垃圾的处理现状及笔者经手相关项目的概况,并探讨了预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响以及未来的发展趋势。
关键词:餐厨垃圾;预处理;厌氧消化引言餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等,从化学组成上,有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。
厨余的主要特点是有机物含量丰富、水分含量高、易腐烂,其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响,且容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质。
餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性,其特点可归纳为:(1)含水率高、可达80%-95%。
(2)盐分含量高、部分地区含辣椒、醋酸高。
(3)有机物含量高、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等。
(4)富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素。
(5)存在有病原菌、病原微生物。
(6)易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。
由于餐厨垃圾组份的这些特殊性,导致厌氧消化在餐厨垃圾处理中起着至关重要的作用,而预处理在厌氧消化中的作用又尤为突出。
1 项目建设背景餐厨垃圾是城市有机垃圾的一种,包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)及食用残余(泔脚)。
其成分复杂,是油、水、果皮、蔬菜、米面,动物脏器、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。
由于我国是人口大国所以导致了每日的餐厨垃圾量相对其他国家来看较多。
餐厨垃圾具有水分含量较多的特点,在整体中水分占到了8到9成之多,其他有机物质成分也较高,非常容易发生发霉变质,并且是一些有害物质赖以生存的集聚地。
在国内尚没有设立针对餐厨垃圾详尽的管控条款,也缺乏针对性的约束条文。
在成都人们对美食的渴望使得餐饮行业已经发展成为推动社会经济的主要动力的阶段,在城市中心地段数以万计的餐饮店铺的存在,再加上无数的没有正规营业资质的快餐店、路边摊、早点铺,和很多企业,机关事业单位,学校食堂的存在,必将导致每天大量的餐厨垃圾的产生,现如今政府并没有对餐厨垃圾的处理过多的参与,只是任凭企业自行处理。
餐厨垃圾厌氧发酵影响因素及产物分析2
餐厨垃圾厌氧发酵影响因素及产物分析杨林海(兰州理工大学,甘肃兰州 730000)摘要:对城市餐厨垃圾进行了厌氧发酵实验,探讨了活性污泥来源、基质来源、盐分、以及基质粒度等因素对餐厨垃圾厌氧发酵的影响。
实验结果表明:化粪池污泥接种餐厨垃圾厌氧发酵产气效果明显;当碳氮比在30左右时产气量增加趋于平稳;钠盐浓度大于5g/L的基质对餐厨垃圾厌氧发酵有抑制作用,钠盐浓度小于5g/L的基质对餐厨垃圾厌氧发酵有促进作用;减小基质的颗粒粒度可以加快厌氧发酵产气速度,缩短发酵时间,提高垃圾的减量化。
此外,在餐厨垃圾厌氧堆肥发酵过程中,pH一般会降低。
关键词:餐厨垃圾;厌氧发酵;影响因素The influence factors of food waste anaerobic digestion and product analysisYang lin-hai(Lanzhou university of technology ,Lanzhou Gansu 730000,China)Abstract:In the experiments of city food waste anaerobic digestion.. The effects of sources of activated sludge, sources of food waste, salinity, and matrix size, on anaerobic digestion were discussed in detail. The results showed that the gas anaerobic fermentation is obvious effect using the septic tank sludge;when C/N in about 30 than gas production tend to be stable; the salinity more than 5g/L can inhibit anaerobic fermentation, opposite the salinity less than 5g/L can promote anaerobic fermentation ; reduce the size of matrix can accelerate gas velocity and shortens fermentation time; In the actual, the pH generally can be decreased.Key words: food waste;anaerobic fermentation;influence factors餐厨垃圾俗称泔水,是指宾馆、饭店、餐馆和机关、院校、企事业单位在食品加工、餐饮服务、单位供餐等活动过程中产生的废弃物。
餐厨垃圾的厌氧处理
浅析餐厨垃圾的厌氧处理一引言随着中国城市经济快速增长,人口不断增加和人们生活水平的不断提高,餐厨垃圾产出量不断增加,成为城市垃圾收集、运输和处理的主要难题。
餐厨垃圾主要指城市中餐厅与厨房产生的易腐、易生物降解的废弃物(主要是残羹剩饭),脱水性能较差,高温易腐,发出难闻的异味。
与其他垃圾相比,具有含水量、有机物含量、油脂含量及盐分含量高,营养元素丰富等特点,具有很大的回收利用价值。
餐厨垃圾处置不当将污染环境、损害居民身体健康且造成巨大的资源浪费。
而餐厨垃圾占城市生活垃圾的30%~60%,因此如何处理餐厨垃圾是我国城市化发展所面临的重要问题。
2.1国内的现状在我国,餐厨垃圾没有固定的处理渠道,也没有专门的处理公司,没有形成专业化,产业化。
当下餐厨垃圾多数被作为饲料喂养家畜。
但是餐厨垃圾并没有经过处理,里面可能含有有害的物质或者垃圾里病菌滋生,影响家畜的健康,如果再流向市场,被人所食用,最终会影响人类的健康。
少量的餐厨垃圾未经处理直接排入下水道,以致出现地沟油提炼食用油,影响人们健康;另外在我国城市生活垃圾几乎没有经过分选,从而餐厨垃圾常同生活垃圾混合进行处理。
而餐厨垃圾极易腐败,散发出恶臭气体,给暂存地点、转运过程中的环境造成很大的影响。
因此实现餐厨垃圾的资源化、减量化、无害化,对中国城市环境有着非常重要的影响。
以下是国内一些城市的处理现状:表2 国内城市餐厨垃圾处理现状日产量t/d管理现状处理现状①饲养猪北京 1 050尚未完成全面化管理②同生活垃圾混合处理③规划建四座处理规模为200 ~400 t/d处理厂杭州 1 000无序化状态①82.5% 喂猪②7.2% 非法制油③9.3% 同生活垃圾混合处理上海 1 000未完成全面化管理①饲养猪②同生活垃圾混合处理③建规模为40 t/d机械化生产线[5]深圳800未完成全面化管理①91.62% 喂猪②同生活垃圾混合处理重庆600无序化管理①喂猪②非法制油③同生活垃圾混合处理④公司回收率小于10%西安500无序化管理①喂猪②非法制油③同生活垃圾混合处理乌鲁木齐400未完成全面化管理①喂猪②同生活垃圾混合处理③建规模为50t/d综合处2.2国外研究现状在国外,许多国家建立了独立的餐厨垃圾管理体系。
厨余垃圾厌氧消化技术研究(全文)
厨余垃圾厌氧消化技术研究(全文) XX:X705XX:AXX:1674-9944(2021)07-0132-021 厌氧消化的基本原理厨余垃圾是家庭、餐饮服务业的固体废物的统称,其在城市生活垃圾中占的比例很大[1]。
厨余垃圾含水率多在85%~90%,因此在采纳焚烧处理时,由于热值偏低,往往需要额外添加燃料,如果参与填埋处理,则高的有机物含量又会产生大量COD值极高的渗滤液,难以处理,且填埋条件下产生的甲烷是一种温室气体,如不能有效收集,则对环境带来更大的负面影响。
因此应将其从城市生活垃圾中分离,并采纳合适的方法处理。
在对厨余垃圾进行处理的众多技术中,厌氧消化具有明显优势,如污泥产生量小,能耗低,运行费用小,占地面积小,并且能产生甲烷或者有机酸等产物,且具有一定经济效益。
[2]对厌氧消化原理的研究,经历了一个不断深入的过程。
由最初的两阶段理论,到三阶段理论再到三阶段四类群理论。
在厨余垃圾等复杂的有机废物在厌氧条件下,难溶的大分子有机物被分解为可溶的小分子脂肪酸,然后在产酸菌的作用下,被转化为乙酸,丙酸,氢气等。
在这个过程中,专性产乙酸产氢菌会利用其他有机酸生成乙酸和氢气,最后在产甲烷菌的作用下,将乙酸和氢气转化为甲烷。
对厨余等复杂有机废物,水解阶段往往是整个反应的限速阶段[3]。
2 影响因素2.1 底物特性底物的不同对厌氧消化的结果有较大影响,在厌氧消化过程中,为了满足整个微生物种群的生长代谢,需要一定量的营养物质,主要是需要保持碳、氮、磷等元素的比例合适。
氮元素含量过高,会导致溶液中氨氮浓度过高,从而对厌氧消化过程产生抑制效应[4],而氨氮浓度过低,则不能为微生物细胞生长提供必要的营养。
在厨余垃圾厌氧消化的过程中,有时为了调整底物的营养组成,往往采取将厨余垃圾与污泥联合消化的方式,可以取得更好的消化结果。
底物的颗粒粒径也是影响厌氧消化的一个主要因素,由于水解阶段往往成为厨余垃圾厌氧消化全过程的限速步骤,因此促进水解反应的进行,对改进厌氧消化的效果是有利的。
餐厨垃圾厌氧消化过程氨氮抑制及缓解办法综述
的餐厨垃圾 固 相 C / N 为 10. 6 ~ 15. 6
,显著低于生
抑制作用比氢营养型产甲烷菌大,且乙酸营养型产甲烷
除油后的餐厨垃圾 在 较 高 有 机 负 荷 下 进 行 厌 氧 消 化
更敏 感,因 为 Methanosarcinaceae 在 高 FAN 条 件 下 也
[ 8]
积,最终导致系统崩溃。 本文对餐厨垃圾厌氧消化氨
和途径,对于餐厨垃圾厌氧消化的正常稳定运行具有重要 意 义。 通 过 文 献 调 研 阐 明 了 餐 厨 垃 圾 厌 氧 消 化 出 现 氨 氮 抑
制的微生物机理,总结了缓解氨氮抑制的相关方法,包括 提 高 物 料 C / N、运 行 参 数 优 化、氨 氮 去 除 和 微 生 物 驯 化,提 出
了未来缓解氨氮பைடு நூலகம்制的研究方向,为餐厨垃圾处理的实际工艺改进提供科学思路。
Therefore, feasible methods and possible pathways of alleviating ammonia inhibition was of great significance for the normal
and stable operation of anaerobic digesters treating food waste. In this paper, the ammonia inhibition mechanism of food waste
mg / L;T 为 热 力 学 温 度,K。 由 式 ( 2) 可 知:FAN 的 浓
1. 1 氨氮抑制微生物活性的原理
应器内甲烷产量大幅下降甚至不再产气
构会从乙酸营养型向互营乙酸发酵型转变 [ 12] 。
浅谈餐厨垃圾厌氧处理技术现状及建议
浅谈餐厨垃圾厌氧处理技术现状及建议发表时间:2020-12-10T09:34:27.973Z 来源:《基层建设》2020年第23期作者:杜港[导读] 摘要:餐厨垃圾中富含大量的营养,是重要的可再生资源,有着很强的回收和使用的价值。
北京高能时代环境技术股份有限公司 100095摘要:餐厨垃圾中富含大量的营养,是重要的可再生资源,有着很强的回收和使用的价值。
然而因为在当前,餐厨垃圾处理并没有得到充分的重视,并且处理方式不正确,导致餐厨垃圾成为影响食品安全和生态发展的重要因素。
因此,要加强餐厨垃圾的有效处理和资源化配置,在一定程度上可以缓解我国物资和能源缺乏的问题。
关键词:餐厨垃圾;厌氧处理;技术;建议一般来说,餐厨垃圾固体常常有20%的含固率,并且脱水性能差,热值大约是2100-3100kj/kg,如果和生活垃圾一同进行焚烧,难以符合焚烧发电的需要热值5000kj/kg。
本文分析了餐厨垃圾厌氧处理技术现状,并对未来的发展趋势进行了预测和探讨。
一、餐厨垃圾的特征及处理方法1.餐厨垃圾的特征(1)生物质含量较高在我国,研究和调查大量的餐厨垃圾发现,其中的生物质含量平均值基本处于16%到22%之间,在李荣平等人的研究中,分析了北京某高校食堂中的餐厨垃圾发现,碳水化合物占到40%导60%,并且蛋白质的含量是15%到17%,脂类含量大约是6%到24%。
因此可知,餐厨垃圾具有很强的可降解能力,具有很高的重复使用价值。
(2)含水量高、杂质成分高餐厨垃圾没有有效的源头管理,导致其中包含了很多的杂质。
同时,餐厨垃圾中的含水量也很高通常为75%到93%。
在运输中十分容易酸败腐烂,出现恶臭,这就导致运输困难,同时厌氧处理的范围小,这就使得处理难度大大提高。
(3)脂类及盐类物质含量较高餐厨垃圾包含很多油脂类物质,比如脂肪酸甘油酯和油酸甘油酯,同时也有很多氯化钠和Ca2+等无机盐,严重影响了产品品质。
沼气发电能够获得的利润低,国家补贴少,而将其制作成生物柴油能够获得更多的利润,因此更多的人选择分离油脂之后获得生物柴油,很少应用到沼气生产中。
餐厨垃圾厌氧消化工艺的影响与优化
餐厨垃圾厌氧消化工艺的影响与优化0 引言随着我国经济的快速发展,城市生活垃圾中以餐厨垃圾为主的易腐性有机物含量不断增加,造成的环境污染日益严重,成为可持续发展的隐患之一,引起了全社会的关注;而另一方面,餐厨垃圾有机质含量高、易生物降解的特性又为其能量回收利用提供了极好的条件。
随着人民生活水平的日益提高和城市环境管理强度的加大,对餐厨垃圾实施专门管理势在必行,对餐厨垃圾进行减量化、无害化、资源化利用具有广阔的前景。
餐厨垃圾厌氧消化技术完全能够达到上述要求,目前,国内外对这方面都有了较为广泛且深入的研究。
在此,从厌氧消化工艺选择、产甲烷性能优化和联合消化等3个方面,结合相关文献,分析目前国内外餐厨垃圾厌氧消化工艺的特点及研究进展,以期为餐厨垃圾厌氧消化产甲烷性能优化及我国工业化应用的研究方向提供一定借鉴。
1 工艺形式选择1.1湿式与干式消化湿式消化采用低固体的浆液或液态消化,技术相对成熟,应用最为广泛。
但湿式消化对于有机固体废物的处理存在预处理复杂、处理能力较低的问题,且更易受到氨氮、盐份等物质的抑制。
针对湿式消化存在的问题,研究者提出了干式消化的概念。
干式消化系统的固体浓度可维持在20%~40%,大大提高了处理能力,而且在系统投资、设备效率、物料综合利用等方面具有明显优势。
但固体浓度的增加同时导致物料中毒性物质及传质的影响加强,在具体技术应用上尚存在较多的不确定性和难度。
因此,干式消化工艺参数的确定、反应器的构建及过程的控制等方面是其研究的重点。
餐厨垃圾的含固率较高,一般在20%左右,且物料组成复杂,有机质含量高,极易酸化,从而对产甲烷菌活性产生抑制。
采用干式厌氧消化,则餐厨垃圾易酸化的特点使如何控制反应器内的产酸速率和维持pH值的稳定成为工艺的难点;采用湿式消化,可降低物料中毒性物质的影响,但处理能力较低。
所以,保持餐厨垃圾原有基质状态加以适当调理,在较为合适的含固率下进行厌氧消化处理,符合餐厨垃圾处理产业化的要求。
餐厨垃圾中温厌氧消化工艺性能及特征影响因素研究的开题报告
餐厨垃圾中温厌氧消化工艺性能及特征影响因素研
究的开题报告
一、研究背景
随着城市人口的增长和生活水平的提高,城市餐厨垃圾的数量也随
之增加。
在垃圾处理过程中,餐厨垃圾一直是一个难点。
一些垃圾处理
场所通过将餐厨垃圾进行温厌氧消化工艺处理,将其转化为有用的资源,如甲烷等。
因此,探索餐厨垃圾中温厌氧消化工艺的性能及特征影响因素,对于推进垃圾资源化利用具有十分重要的意义。
二、研究目的
本项目旨在通过实验数据,探究餐厨垃圾中温厌氧消化工艺的性能
及特征影响因素,为垃圾处理场所提供数据支撑和优化方案,推进餐厨
垃圾的资源化利用。
三、研究内容及方法
1. 研究内容:
(1)分析餐厨垃圾中温厌氧消化工艺的处理效果及产物种类、含量等参数;
(2)研究餐厨垃圾中不同成分对温厌氧消化工艺的影响;
(3)通过实验方法探究温厌氧消化工艺的特性。
2. 研究方法:
采用实验室模拟方法,采集餐厨垃圾样品,构建温厌氧消化装置,
控制温度、压力、搅拌等处理参数,对进料、产物进行采样测试,对实
验数据进行分析与处理。
四、研究意义和预期结果
本项目的研究成果将为餐厨垃圾的资源化利用提供数据支撑和技术支持,推进垃圾处理的可持续利用。
预期结果包括:
(1)深入了解餐厨垃圾中温厌氧消化工艺的性能及特征影响因素,并提出优化建议;
(2)通过实验数据,分析餐厨垃圾温厌氧消化工艺的处理效果及产物的种类、含量等参数;
(3)通过实验方法探究温厌氧消化工艺的特性,为餐厨垃圾的资源化利用提供技术支持。
厌氧消化处理餐厨垃圾的工艺研究
料 # 实现了充分资源化 # 在能源短缺日益严重的今天 # 发 展这种技术尤其重要 "
!
餐厨垃圾厌氧发酵的原理与工艺特点
!"# 有机物的厌氧发酵原理
在厌氧发酵过程中 $ 有机质被分解 $ 部分有机碳物 质转化为 %*! 和 %&+$ 被分解的有机碳化物的能量大 部 分 储 存 在 甲 烷 中 , 小 部 分 氧 化 为 %&+# 释 放 出 能 量 满 足微生物生命活动的需要 " 厌氧发酵过程可以分为 个阶段 ./0" 第一阶段为水解阶段 $ 厌氧菌根据所分解的 对象可以分为纤维素分解菌 & 脂肪分解菌和蛋白质分 解菌 $ 它们分别把多糖水解成单糖 & 蛋白质转化成肽和 氨基酸 & 脂肪转化成甘油和脂肪酸 " 第二阶段为酸化阶 段 , 由产醋酸细菌例如胶醋酸菌和某些梭状芽孢杆菌 等把较高级的脂肪酸分解成醋酸和氢 # 第一阶段分解 脂肪时产生的长链脂肪酸如硬脂酸 , 消化蛋白质时产 生的芳族酸如苯基醋酸和吲哚酸 , 也被第二阶段细菌 分解为产生醋酸和氢 " 第三阶段为甲烷化阶段 $ 甲烷菌 再把醋酸转化为 %*! 和 %&+$ 或者利用 *+ 把 %&+ 还原 成甲烷 $ 或者利用其他细菌产生的甲酸形成甲烷 " 在这 一过程中不同的物质有经过不同的代谢过程 , 因而有 不同的代谢速度 " 例如乙酸1 醋酸 2&甲酸可直接转化为 甲烷 $ 代谢只要甲烷菌参与即可 $ 转化较 快 # 但较复杂 的 有 机 物 如 葡 萄 糖 的 代 谢 则 需 要 两 类 微 生 物 参 与#速 度要慢得多 " 由于产酸阶段形成的酸性物质有可能抑 制产甲烷菌的活 性 # 把 两 阶 段 分 开 在 不 同 的 消 化 罐 里 ) ) /3/
餐厨垃圾厌氧发酵产沼气量影响因素研究方法
目录摘要................................................................................................................. I II ABSTRACT .. (IV)1前言1.1餐厨垃圾特点及其影响 (1)1.2餐厨垃圾单独处理的必要性 (1)1.3国内外餐厨垃圾处理概况 (1)1.4存在问题 (3)1.5前景展望 (4)1.6厌氧消化的基本原理及过程 (4)1.7厌氧消化的微生物学基础 (5)1.7.1非产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系.............................................................. - 6 -1.7.2非产甲烷细菌之间的关系.............................................................................................. - 6 -1.7.3产甲烷细菌之间的关系产.............................................................................................. - 6 -1.8厌氧法的影响因素. (6)1.8.1温度条件.......................................................................................................................... - 7 -1.8.3有机负荷.......................................................................................................................... - 8 -1.8.4 搅拌和混合...................................................................................................................... - 9 -1.8.5餐厨垃圾的营养比.......................................................................................................... - 9 -1.9厌氧设备的运行管理. (10)1.9.1启动和运行.................................................................................................................... - 10 -1.9.2厌氧反应器运行中的欠平衡现象及其原因................................................................ - 11 -1.9.3运行管理中的安全要求................................................................................................ - 12 -2 研究材料与方法2.1实验设备 (13)2.2进料的来源和处理 (13)2.3进料的测定 (14)2.3.1总固体(TS)、挥发性固体(VS)测定 .................................................................. - 14 -2.3.2 C/N比例 ........................................................................................................................ - 14 -2.3.3脂肪的测定.................................................................................................................... - 14 -2.3.4总硫的测定.................................................................................................................... - 14 -2.3.5总磷的测定.................................................................................................................... - 15 -2.4出料的测定.. (15)2.4.1COD的测定:重铬酸钾氧化法.................................................................................... - 15 -2.4.2氨氮(NH3-N)的测定 ..................................................................................................... - 16 -2.4.3碱度的测定.................................................................................................................... - 16 -2.4.4挥发性脂肪酸(VFA)的测定 ......................................................................................... - 16 -摘要以部分酒店餐厨垃圾为原料,通过混合式连续搅拌厌氧发酵试验对餐厨垃圾进行厌氧消化。
厌氧消化的影响因素有哪些
厌氧消化的影响因素有哪些厌氧消化的影响因素有哪些?厌氧消化的影响因素有哪些?甲烷发酵阶段是厌氧消化反应的控制阶段,因此厌氧反应的各项影响因素也以对甲烷菌的影响因素为准。
一、温度因素厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感(日变化小于±2℃),温度的突然变化,对沼气产量有明显影响,温度突变超过一定范围时,则会停止产气。
根据采用消化温度的高低,可以分为常温消化(10-30℃)、中温消化(33-35℃左右)和高温消化(50-55℃左右)。
二、生物固体停留时间(污泥龄)与负荷三、搅拌和混合搅拌可使消化物料分布均匀,增加微生物与物料的接触,并使消化产物及时分离,从而提高消化效率、增加产气量。
同时,对消化池进行搅拌,可使池内温度均匀,加快消化速度,提高产气量。
搅拌方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。
气体搅拌是将消化池产生的沼气,加压后从池底部冲入,利用产生的气流,达到搅拌的目的。
机械搅拌适合于小的消化池,液搅拌和气搅拌适合于大、中型的沼气工程。
四、营养与C/N比厌氧消化原料在厌氧消化过程中既是产生沼气的基质,又是厌氧消化微生物赖以生长、繁殖的营养物质。
这些营养物质中最重要的是碳素和氨素两种营养物质,在厌氧菌生命活动过程中需要一定比例的氮素和碳素(COD∶N∶P=200∶5∶1)。
原料C/N比过高,碳素多,氮素养料相对缺乏,细菌和其他微生物的生长繁殖受到限制,有机物的分解速度就慢、发酵过程就长。
若C/N比过低,可供消耗的碳素少,氮素养料相对过剩,则容易造成系统中氨氮浓度过高,出现氨中毒。
五、有毒物质挥发性脂肪酸(VFA是消化原料酸性消化的产物,同时也是甲烷菌的生长代谢的基质。
一定的挥发性脂肪酸浓度是保证系统正常运行的必要条件,但过高的VFA会抑制甲烷菌的生长,从而破坏消化过程。
有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的生命活动,这类物质被称为抑制剂。
抑制剂的种类也很多,包括部分气态物质、重金属离子、酸类、醇类、苯、氰化物及去垢剂等。
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究一、本文概述随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高,餐厨垃圾的产生量也在逐年增长,成为城市垃圾处理的一大难题。
餐厨垃圾具有含水量高、有机质含量高、易腐烂等特点,如果处理不当,不仅会造成资源浪费,还可能引发环境污染和公共卫生问题。
因此,研究餐厨垃圾的特性及其厌氧消化性能,对于实现餐厨垃圾的资源化、减量化、无害化处理具有重要意义。
本文旨在深入研究餐厨垃圾的特性,包括其物理特性、化学特性、生物特性等方面,并探讨其在厌氧消化过程中的性能表现。
通过对比不同来源、不同处理方式的餐厨垃圾厌氧消化效果,分析影响其厌氧消化性能的关键因素,提出优化厌氧消化工艺的建议。
本文还将对餐厨垃圾厌氧消化产生的生物气、残渣等进行综合分析,评估其资源化利用潜力,为餐厨垃圾处理提供理论依据和技术支持。
通过本文的研究,我们期望能够更全面地了解餐厨垃圾的特性及其厌氧消化性能,为城市垃圾处理提供更为科学、合理的解决方案,推动餐厨垃圾资源化利用和环境保护工作的发展。
二、餐厨垃圾的特性餐厨垃圾,又称作食物垃圾或泔脚垃圾,主要来源于餐饮业、企事业单位食堂和居民家庭的日常食物加工过程中产生的废弃食物。
由于其独特的来源和组成,餐厨垃圾具有一系列独特的特性。
高水分与高有机质含量:餐厨垃圾的水分含量通常较高,可以达到80%以上。
同时,其有机质含量丰富,主要包括淀粉、纤维素、蛋白质和脂肪等,这些有机物是厌氧消化过程中微生物的主要能量来源。
易腐性与高生物降解性:餐厨垃圾中的有机物质易于腐败,这导致了其短时间内就会产生大量的恶臭和病原体。
但同时,这些有机物质也具有较高的生物降解性,可以通过厌氧消化等生物处理方法有效地转化为能源或肥料。
盐分与油脂含量较高:餐厨垃圾中常常含有较高的盐分和油脂,这对厌氧消化过程会产生一定的影响。
盐分过高可能会抑制微生物的活性,而油脂则可能形成浮渣,影响消化效率。
成分复杂性与波动性:由于餐厨垃圾的来源多样,其成分复杂多变,包括食物残渣、塑料、纸张等。
餐厨垃圾厌氧消化处理及影响因素分析
餐厨垃圾厌氧消化处理及影响因素分析
刘伟利;吴佳源;袁越;申琦;颜文丽;谷佳;孙静
【期刊名称】《低碳世界》
【年(卷),期】2024(14)1
【摘要】随着城市生活质量的提高,餐厨垃圾中的有机质含量逐渐提升,将其资源化利用是餐厨垃圾处理行业发展的必然选择。
厌氧消化是通过微生物消化分解厌氧条件下的有机质,并生成甲烷,已成为一种较好的资源化处理餐厨垃圾方式。
通过研究厌氧消化4个阶段,揭示餐厨垃圾厌氧消化机制,了解影响厌氧消化的环境因素,并在此基础上探讨了生物炭、零价铁两种物质对厌氧消化效率的促进作用,以期为餐厨垃圾的资源化处理提供科学指导和理论支持。
【总页数】3页(P7-9)
【作者】刘伟利;吴佳源;袁越;申琦;颜文丽;谷佳;孙静
【作者单位】淮阴工学院
【正文语种】中文
【中图分类】X705;X799.3
【相关文献】
1.挤压预处理对餐厨垃圾厌氧消化的影响
2.餐厨垃圾厌氧消化影响因素分析
3.餐厨垃圾厌氧消化处理的影响因素研究
4.不同预处理方式对市政污泥/餐厨垃圾混合厌氧消化产甲烷的影响
5.湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响
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探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策
本文针对餐厨垃圾厌氧消化影响因素进行了分析,并提出了相应的应对策略,仅供参考。
标签:餐厨垃圾;厌氧消化;影响因素;对策
1厌氧消化影响因素分析
1.1含固率
厌氧消化过程中,含固率是需要设定的基本工况之一。
传统的厌氧消化通常在较低的含固率条件下进行,处理设施占地面积大,处理效率低,保温能耗高,沼液多;近年来新兴的高含固厌氧消化(TS为8%~15%)具有占地小、效率高、能耗低等优点而被广泛采用。
餐厨垃圾本身具有较高的含固率,通常为10%~25%,当厌氧消化进料含固率为15%时,餐厨垃圾厌氧消化效率相对于含固率5%时提高了37%。
根据某餐厨垃圾处理项目的物料平衡图可知,当原始餐厨垃圾含固率为20%时,预处理系统先将无机杂物去除,三相分离后得到油脂、有机固渣与贫油废水,将有机固渣与贫油废水混合后的餐厨浆液含固率为9.6%,有机质含量高,很适于进行厌氧消化产沼。
1.2有机负荷
相关资料研究了序批式实验条件下不同有机负荷对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。
发现当有机负荷为4g/(L·d)时,餐厨垃圾厌氧消化所得到的甲烷产率最大,为547.1mL/g。
当有机负荷有所提高时,会延长餐厨垃圾厌氧消化反应的延滞期。
相关研究的餐厨垃圾干式发酵实验研究了不同有机负荷(40~60g/(L·d))条件下餐厨垃圾中温厌氧消化的性能,发现在序批条件下干发酵最佳有机负荷为42.9g/(L·d)。
在另一组餐厨浆液TS为5.4%~8.6%的厌氧消化实验里,当有机负荷从6.4g/(L·d)上升到21.8g/(L·d)时,甲烷产率从465mL/g下降到了377mL/g,有机负荷的波动对沼气产率的影响较大。
1.3Na+、挥发性脂肪酸与氨氮
相关资料研究了餐厨垃圾厌氧消化系统内部总氨氮浓度的积累及抑制作用。
发现总氨氮在系统内部的积累,呈现一种先加快而后减慢的趋势,当氨氮达到一定浓度时,便会停止积累,保持稳定。
当游离氨达到150mg/L时开始影响系统稳定,当浓度达300mg/L时会对厌氧消化系统产生强烈影响。
在高含固餐厨垃圾厌氧消化系统里,高浓度的Na+(主要来自NaCl)是影响厌氧消化性能的主要因素,会引起细胞脱水。
据报道,高浓度Na+渗入到微生物内部后,影响其新陈代谢,进而降低微生物活性。
一般认为在中温厌氧消化中,当Na+浓度达到3500~5500mg/L时会对厌氧消化产生中度抑制,而当Na+浓度达到8000mg/L 时会产生严重抑制,甚至导致厌氧消化系统崩溃。
由于餐厨垃圾成分较为复杂,有些化合物可能会增强Na+的抑制作用,有些化合物又会起拮抗作用,所以Na+的抑制浓度与餐厨垃圾本身成分有很大的相关性。
在另一项实验研究中,当Na+浓度达到4000mg/L时,致使挥发性脂肪酸(VFAs)迅速积累,达到了5000mg/L,进而使甲烷产率下降了20%。
餐厨垃圾中含有大量的易降解有机质,碳氮比较高,腐败后呈酸性,而在酸性条件下,VFAs趋于以游离态形式存在,游离态的VFAs易进入微生物内部,破坏其平衡,降低其活性。
因此在餐厨垃圾厌氧消化系统中,与氨氮相比,Na+与VFAs是更重要的影响因素。
在VFAs的各种单酸中,丙酸对厌氧消化反应的抑制作用最明显,当丙酸浓度达到900mg/L时,厌氧微生物数量急剧减少,并显著抑制微生物活性。
1.4消化温度与pH
消化温度也是餐厨垃圾厌氧消化效率的重要影响因素。
相关研究发现提高温度能够提高餐厨垃圾的有機质降解率,并在厌氧消化过程中杀灭大量有害微生物。
在消化过程中,反应体系pH呈现先下降后上升的趋势,主要是因为前期VFAs浓度急剧增大,而在后期逐渐减少。
同时,高温厌氧消化能够得到98.87%的总磷去除率。
相关研究在中试规模下确定餐厨垃圾高温厌氧消化最大有机负荷可达2.551g/(L·d),且其甲烷产率高达662mL/g。
厌氧消化系统中,微生物代谢过程的许多化合物(如氨氮和VFAs)可影响pH,通常pH低于6.4或高于7.6会降低沼气产生量。
适合厌氧消化的基质碳氮比在17~24,餐厨垃圾中碳氮比偏高时容易形成酸化。
pH是影响游离态VFAs浓度的关键因素之一。
研究发现,在pH较高的环境中,即使VFAs浓度大幅度提高,游离态VFAs的浓度也没有发生明显变化,相关研究认为,只要pH正常,甲烷菌就能够在VFAs为6000mg/L 的条件下生存。
1.5含油量
油脂相比多糖和蛋白质具有更高的产甲烷潜力,较高的油脂含量能够提高餐厨垃圾厌氧消化过程中的沼气产生量。
但是,油脂含量过高也会对餐厨垃圾厌氧消化产生抑制作用。
实验表明,25%的油脂含量会降低沼气产生量,仅为15%油脂含量下沼气产生量的41%,同时造成反应系统停留时间加长,处理能力下降。
在油脂含量过高时,可采用较高的消化温度以保证良好的厌氧消化效果。
2污泥对餐厨垃圾厌氧消化的促进作用
与餐厨垃圾相比,国内生活污水处理污泥有机质偏低,碳氮比一般在6~9,且盐分低,所以添加污泥,可以稀释餐厨浆液中的Na+浓度,改变物料的碳氮比。
餐厨垃圾厌氧消化易酸化,而在底物仅有污泥的高含固厌氧消化系统中pH呈弱碱性,主要是高氨氮影响微生物活性。
已有研究证明,餐厨浆液中掺加污泥后进行厌氧消化,可提高厌氧消化沼气产率,并且提高系统的稳定性。
餐厨垃圾与污泥共消化系统的性能主要取决于餐厨垃圾与污泥的比例,一些研究中混合比例并不一样,这可能与餐厨垃圾及污泥本身性质有关,也与厌氧消化的含固率有关。
结语
综上所述,餐厨垃圾厌氧消化在不同的TS及有机负荷的条件下有不同的消化性能,与氨氮相比,Na+与VFAs是更重要的影响因素。
餐厨垃圾经除杂、破碎、提油后,可制成含固率为8%~10%的浆液,适合进行高含固厌氧消化,相对于传统的低浓度污泥厌氧消化工艺,高含固厌氧消化具有设施体积小、单位容积产气率较高和能耗较低等优势。
掺加污泥可以稀释餐厨浆液中的Na+浓度,保持厌氧消化系统的弱碱性,提升餐厨厌氧消化性能。
参考文献:
[1]贺雅静,白红娟. 餐厨垃圾厌氧消化技术研究进展[J]. 山西化工,2012,32(1):24-27.
[2]王金辉.餐厨垃圾固相物料干式厌氧消化处理研究[D]. 宁波大学,2017.。