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厨余垃圾烘焙-气化制氢模拟研究与和技术经济分析

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洁净煤技术 2023年第9期29卷 117-126页

作者：赵常希谢迪黄经春乔瑜徐明厚华中科技大学煤燃烧与低碳利用全国重点实验室武汉湖北430074

烘焙是一种极具前景的厨余提质预处理手段,能显著提升后续气化合成气品质,但其技术经济可行性尚待评估。基于此,提出一种厨余烘焙-气化制氢工艺,并与直接气化制氢工艺比较,对2种工艺进行热力学分析和经济分析,评估其可行性。利用Aspen P... 详细信息

烘焙是一种极具前景的厨余提质预处理手段,能显著提升后续气化合成气品质,但其技术经济可行性尚待评估。基于此,提出一种厨余烘焙-气化制氢工艺,并与直接气化制氢工艺比较,对2种工艺进行热力学分析和经济分析,评估其可行性。利用Aspen Plus研究了气化温度和水碳比(η)对厨余直接气化和烘焙-气化2种工艺制氢能力的影响。研究发现,温度和η提高了2种工艺的制氢能力,温度950℃,η为1.5~2.0为厨余直接气化和烘焙-气化工艺较理想的操作参数。通过分析[火用]效率和经济效益,对5.5万t/a含水率55%的厨余烘焙-气化制氢工艺进行综合评价,以探究该工艺的可行性。结果表明:引入烘焙预处理,总[火用]损增加813.2 kW,占整个工艺的10.5%。直接气化系统的[火用]效率为56.7%,烘焙-气化系统效率较直接气化提升2.8%。从经济角度分析,烘焙-气化设备总投资成本为512万美元,年运行成本为297万美元,最低H_(2)销售价格为2.94美元/kg,直接气化工艺最低H_(2)销售价格则升高9.5%。因此,厨余的烘焙-气化工艺制氢无论在热效率还是经济成本上相比直接气化更具优势。

关键词：厨余垃圾高值化利用烘焙预处理气化过程模拟技术经济分析

厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣中试共堆肥系统效果评估

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农业工程学报 2022年第10期38卷 216-223页

作者：沈伟航宋亦心曹俊叶脉朱能武广东省环境科学研究院广州510045 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150038 华南理工大学环境与能源学院广州510006

为解决厨余垃圾等有机废弃物处理难的问题,该研究以厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣为主要原料,通过控制通风方式和菌种类型在堆肥成套设备内开展中试好氧堆肥,选取温度、含水率、碳氮比(C/N)、总养分、有机质含量、种子发芽指数和卫生学... 详细信息

为解决厨余垃圾等有机废弃物处理难的问题,该研究以厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣为主要原料,通过控制通风方式和菌种类型在堆肥成套设备内开展中试好氧堆肥,选取温度、含水率、碳氮比(C/N)、总养分、有机质含量、种子发芽指数和卫生学特性等指标评估共堆肥系统的技术可行性和经济可行性。结果表明:选择间歇式通风方式并按质量分数1‰投加复配菌剂,堆肥在65℃以上高温持续7 d;经10 d发酵,物料含水率和C/N分别从63.5%和31.5降至30.1%和9.6;堆肥产物的总养分(9.8%,质量分数,下同)和有机质含量(43%)均远高于NY/T525—2021农业行业标准(总养分≥4%,有机质含量≥30%);堆肥产物腐熟度和卫生学特性状况良好,种子发芽指数达88.3%,粪大肠菌群数厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣的低成本、规模化处理,有效解决厨余等有机废弃物环境污染问题提供参考依据。

关键词：堆肥通风废弃物处理厨余垃圾茶叶渣

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厨余垃圾好氧堆肥技术及优化策略研究进展

应用与环境生物学报 2023年第4期29卷 821-828页

作者：乔如陆王凌霄孙玉鑫李国学常瑞雪李季李彦明中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业大学有机循环研究院(苏州) 苏州215100

垃圾分类政策实施后厨余垃圾的分出量与日俱增,现有资源化处理利用设施面临巨大挑战.好氧堆肥技术的处理规模灵活、设施可调整、工艺适配性高,具有厨余垃圾就地资源化利用的应用潜力,深入剖析厨余垃圾好氧堆肥存在的问题和解决措施对未... 详细信息

垃圾分类政策实施后厨余垃圾的分出量与日俱增,现有资源化处理利用设施面临巨大挑战.好氧堆肥技术的处理规模灵活、设施可调整、工艺适配性高,具有厨余垃圾就地资源化利用的应用潜力,深入剖析厨余垃圾好氧堆肥存在的问题和解决措施对未来实现其“高效、高品质、低污染”资源化利用具有重要意义.系统综述好氧堆肥处理厨余垃圾的基本原理和面临的关键性问题,深入剖析添加微生物菌剂和调节环境参数(自由空域、含水率、颗粒粒径、通风量等)两类方法的优缺点和改进方向.总结得出两类方法都是通过提高功能性微生物的活性来加快发酵速率并实现污染气体的减排,而利用土著功能性微生物能够避免菌剂添加失灵、种群间竞争等问题,并指出环境参数调节应重点关注物料比表面积和孔隙度的平衡,提高氧气的利用率以增强功能性微生物的活性,进而获取最佳的厨余垃圾好氧堆肥工艺参数,为反应器的设计以及现有工程的改造升级提供参数支撑.未来厨余垃圾好氧堆肥技术的工艺优化应是多方面的有机结合,通过多学科交叉和高效技术结合实现对功能性微生物的改造,构建智能化、数字化的厨余垃圾好氧堆肥过程,降低处理成本.(图4表1参81)

关键词：好氧堆肥厨余垃圾微生物菌剂环境参数工艺优化

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厨余垃圾厌氧消化对沼气微生物及环境的影响

中国农业科技导报 2024年第6期26卷 159-169页

作者：强敬雯王晚晴唐曼玉张娜武双华威邵恒煊程艳玲北京联合大学生物化学工程学院北京100023 北京联合大学生物质废弃物资源化利用北京市重点实验室北京100023

厨余垃圾可通过厌氧消化生产沼气,实现其减量化和可再生能源的循环利用,促使行业发展向“双碳”目标靠近。总结了厨余垃圾厌氧消化过程中主要水解产酸菌和各营养型产甲烷菌,讨论了厨余垃圾在产沼过程中环境因子对厌氧消化的影响及其与... 详细信息

厨余垃圾可通过厌氧消化生产沼气,实现其减量化和可再生能源的循环利用,促使行业发展向“双碳”目标靠近。总结了厨余垃圾厌氧消化过程中主要水解产酸菌和各营养型产甲烷菌,讨论了厨余垃圾在产沼过程中环境因子对厌氧消化的影响及其与微生物活性间的关系,同时基于厨余垃圾厌氧消化全生命周期研究,分析了沼气生产及其应用对环境的影响。最后,针对厨余垃圾厌氧消化产沼效能低下的问题,在系统优化方面进行了展望,以达到高效回收及高值化利用厨余垃圾的目的,进而实现能源结构转型,推动城市绿色低碳发展。

关键词：厨余垃圾厌氧消化微生物群落环境影响

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厨余垃圾厌氧发酵定向产酸的影响因素

化工进展 2024年

作者：孙文瑾王雪梅李子富北京科技大学能源与环境工程学院北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室

自垃圾分类工作的不断推进落实，厨余垃圾的分出量急剧增长。由于其极易变质，在收集、运输和储存过程中可能会对环境造成二次污染，厨余垃圾的处理处置问题逐渐成为人们的研究热点。现有的主要处理技术有填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧发... 详细信息

自垃圾分类工作的不断推进落实，厨余垃圾的分出量急剧增长。由于其极易变质，在收集、运输和储存过程中可能会对环境造成二次污染，厨余垃圾的处理处置问题逐渐成为人们的研究热点。现有的主要处理技术有填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧发酵等，由于焚烧和填埋的方式是非常不环保的，好氧堆肥和厌氧发酵更具有良好的资源化属性，水解产酸是厌氧发酵技术的一个研究方向，厨余垃圾是产酸的合适原料。因此，本文针对水解产酸技术发展进行了梳理和分析，基于厨余垃圾水解产酸的代谢机理，重点介绍了影响厨余垃圾产酸效果的两种因素，即水解微生物和水解条件。针对挥发性脂肪酸的不同应用场合，分别讨论了其所需的酸类组成，分析总结了不同产酸微生物的类别及其产酸效果，在不同pH、温度、有机负荷以及投加试剂的条件下对产酸的影响，并针对定向产酸需求提出解决方案，希望为未来研究提供支持。

关键词：水解厌氧定向产酸厨余垃圾水解微生物挥发性脂肪酸

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厨余垃圾资源化利用技术研究进展

现代化工 2023年第4期43卷 23-26,31页

作者：刘雪松沈骏刘雪莲上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201600 山东京博控股集团有限公司山东滨州256600

分析了现有厨余垃圾处理技术的优点及局限性;通过与其他国家对比并结合实际工程应用,分析了当下热点的干式厌氧产甲烷技术;对该技术的后续优化具有引导意义。最后,综合各种处理技术的优缺点对厨余垃圾的资源化利用技术进行了优先级排序... 详细信息

分析了现有厨余垃圾处理技术的优点及局限性;通过与其他国家对比并结合实际工程应用,分析了当下热点的干式厌氧产甲烷技术;对该技术的后续优化具有引导意义。最后,综合各种处理技术的优缺点对厨余垃圾的资源化利用技术进行了优先级排序,为在工程应用中结合实际情况对厨余垃圾的处理提供参考和指导。

关键词：厨余垃圾资源化利用厌氧发酵气化焚烧

厨余垃圾资源化处置方式的碳补偿与能源回收潜力对比分析

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环境工程 2023年第7期41卷 37-44页

作者：陈文昊袁辉洲柯水洲柳晓明湖南大学土木工程学院长沙410000 深圳职业技术学院材料与环境工程学院广东深圳518000

我国厨余垃圾产量逐年上升,其资源化处理成为固废处理的重点。为探究当前主要使用的几种厨余垃圾资源化回收方式的碳排放与能源使用情况,采用IPCC与相关文献中推荐的核算方式对污水共处理、厌氧消化、焚烧与堆肥4种处理方式的碳补偿和... 详细信息

我国厨余垃圾产量逐年上升,其资源化处理成为固废处理的重点。为探究当前主要使用的几种厨余垃圾资源化回收方式的碳排放与能源使用情况,采用IPCC与相关文献中推荐的核算方式对污水共处理、厌氧消化、焚烧与堆肥4种处理方式的碳补偿和能源回收情况进行评估。结果表明:4种处理方式的碳补偿潜力分别为-56.9,4-88.6,44.2,222.0 kg CO_(2)/t FW。能源回收潜力分别为-116.0,-215.0,58.9,61.0 kW·h/t FW。而根据敏感性分析可知:除技术层面影响外,共处理和厌氧消化方式的稳定性较强,两者均为非常理想的资源化处理方式。焚烧方式由于涉及脱水过程,造成大量碳排放,且整体稳定性较差。堆肥方式无法实现碳补偿与能源回收,基于碳中和的视角应尽量减少该方式的使用。综上可得,厨余垃圾资源化处置方式的优先级顺序为厌氧消化、共处理、焚烧、堆肥。

关键词：厨余垃圾污水处理能源回收碳中和

厨余垃圾分类设备表面细菌和致病菌检测及杀菌效果研究

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环境卫生工程 2023年第2期31卷 101-107页

作者：徐保超陈颖师晓爽杨春红冯权郭荣波中国科学院青岛生物能源与过程研究所、山东省沼气生产与利用工业工程实验室山东青岛266101 山东能源研究院山东青岛266101 青岛新能源山东省实验室山东青岛266101

对厨余垃圾分类设备表面细菌、致病菌随气温变化规律及杀菌效果进行研究,用平板计数法和筛选平板分别对设备表面喷洒杀菌剂前后的菌落总数、致病菌和杀菌效果进行6个月的取样检测。结果表明:厨余垃圾分类设备表面菌落总数、致病菌种类... 详细信息

对厨余垃圾分类设备表面细菌、致病菌随气温变化规律及杀菌效果进行研究,用平板计数法和筛选平板分别对设备表面喷洒杀菌剂前后的菌落总数、致病菌和杀菌效果进行6个月的取样检测。结果表明:厨余垃圾分类设备表面菌落总数、致病菌种类和检出率主要受温度影响,温度最高的9月和最低的11月,厨余垃圾分类设备表面平均菌落总数分别是2.4×10^(6)、3.6×10^(4)cfu/cm^(2);5种厨余垃圾分类设备表面检测到4种常见的致病菌,其中金黄色葡萄球菌和致泻大肠埃希氏菌的平均检出率较高,分别是60%和37%;厨余垃圾分类设备表面喷洒杀菌剂后,作用10 min可达到99.77%的杀菌效果。

关键词：垃圾分类设备厨余垃圾细菌致病菌杀菌效果

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我国厨余垃圾资源化技术的多维绩效评价

环境科学 2023年第6期44卷 3024-3033页

作者：杨光史波芬周传斌中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学资源与环境学院北京101408 中国城市建设研究院有限公司北京100032

随着我国大力推动生活垃圾分类管理工作,厨余垃圾的资源化利用受到越来越多关注.厨余垃圾资源化技术已有包括厌氧消化处理、好氧生物处理和昆虫饲料转化等类型,但在已有应用案例中存在资源化程度低、环境影响显著和经济效益差等诸多问题... 详细信息

随着我国大力推动生活垃圾分类管理工作,厨余垃圾的资源化利用受到越来越多关注.厨余垃圾资源化技术已有包括厌氧消化处理、好氧生物处理和昆虫饲料转化等类型,但在已有应用案例中存在资源化程度低、环境影响显著和经济效益差等诸多问题,缺乏技术绩效的系统化分析和综合性评价.为此,研究面向厨余垃圾资源化技术应用的全生命周期过程,构建了资源效率、环境影响、经济可行和社会效应的多维绩效评价指标体系(包括21项指标),以我国的14项典型技术应用项目为案例开展定量化综合评价研究.结果表明,厌氧消化和昆虫饲料转化处理技术的得分分别为58.39分和59.65分,高于好氧生物处理(49.16分);按细分技术类型,集中式黑水虻转化和中温湿式厌氧工艺得分较高,分别为67.14分和60.82分.按技术的处理规模和设施分布方式,集中式处理技术在资源效率和经济效益维度上分别比分散式技术高出13%和62%;分散式处理技术在环境影响和社会效应维度上比集中式高出8%和34%.在厨余垃圾资源化实践中,应结合当地的厨余垃圾理化性质、生活垃圾分类收集工作推进情况、财政承担能力和收运距离等多因素综合考量,因地制宜的选择适宜技术路线.

关键词：厨余垃圾技术多维绩效评价厌氧消化好氧生物处理昆虫饲料转化