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典型厨余垃圾处置利用技术的环境与[火用]生命周期评价

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环境工程学报 2022年第6期16卷 2088-2098页

作者：张慧池涌王立贤汤元君周昭志浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027 浙江科技学院能源与环境系统工程系杭州310023 浙江省发展规划研究院杭州310012

垃圾分类收集后产生的大量厨余垃圾需资源化处理。采用合适的方法进行评估,以选择更环保节能的厨余垃圾处置利用技术尤为重要。典型的厨余垃圾处置利用技术包含以下4类:焚烧发电、厌氧发酵(发酵产生的沼渣可分为焚烧、堆肥或填埋3种处... 详细信息

垃圾分类收集后产生的大量厨余垃圾需资源化处理。采用合适的方法进行评估,以选择更环保节能的厨余垃圾处置利用技术尤为重要。典型的厨余垃圾处置利用技术包含以下4类:焚烧发电、厌氧发酵(发酵产生的沼渣可分为焚烧、堆肥或填埋3种处置方式)、好氧堆肥(包括阳光房堆肥及机器成肥)及填埋。通过现场调研采样和实地数据分析,采用环境生命周期评价(LCA)和[火用]生命周期评价(ELCA)的方法对4类技术的环境负荷及能量转化进行定量评估。其中,LCA以标准化环境负荷为指标,环境影响程度与其值呈正相关,4类技术的结果从低到高分别为好氧堆肥、厌氧发酵、焚烧发电及填埋。ELCA以积累[火用]消耗效率为评价指标,能量转化效率与其值呈正相关,4类技术的结果从高到低分别为好氧堆肥、厌氧发酵、焚烧发电及填埋。2种好氧堆肥方式中,阳光房堆肥的环境负荷更低(-0.366),而机器成肥的积累[火用]消耗效率更高(83.53%);3种厌氧发酵沼渣的处置方式中,沼渣堆肥的环境影响(-0.189)和积累[火用]消耗效率(35.25%)均表现最佳。填埋在所有技术中环境负荷最高(1.231)且积累?消耗效率最低(9.76%)。本研究结果可为厨余垃圾资源化利用方法的选择提供参考。

关键词：生命周期评价 [火用]生命周期评价厨余垃圾积累?消耗

厨余垃圾添加量对鸡粪与小麦秸秆混合堆肥过程的影响

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科学技术与工程 2023年第35期23卷 15305-15311页

作者：李源源陈高攀孙浩贾亚津刘双郝建军王雅雅河北农业大学机电工程学院保定071000 河北省畜牧总站石家庄050035

为探究厨余垃圾添加比例对鸡粪与小麦秸秆混合堆肥过程的影响,在鸡粪与小麦秸秆干重比为1∶5的混合体系中添加不同比例的厨余垃圾(0.05、1、2、4),采用强制间歇式通风好氧堆肥装置进行试验。结果表明:厨余垃圾添加比例为0.05、1时,堆体... 详细信息

为探究厨余垃圾添加比例对鸡粪与小麦秸秆混合堆肥过程的影响,在鸡粪与小麦秸秆干重比为1∶5的混合体系中添加不同比例的厨余垃圾(0.05、1、2、4),采用强制间歇式通风好氧堆肥装置进行试验。结果表明:厨余垃圾添加比例为0.05、1时,堆体较其他处理优先达到高温期(>50℃)且维持8 d,有机质去除率分别为13.35%、18.20%,种子发芽指数为116.3%、120.6%。厨余垃圾添加比例高于1时,堆体达到高温期延后且维持时间短,堆体pH与电导率值降低,但有机质去除率提高(13.35%~20.63%),秸秆表面腐蚀程度较其他堆体明显。RDA(redundancy analysis)分析表明pH、锌、电导率是影响种子发芽指数和有机质去除率的关键环境因子且pH的影响程度最大。因此,适量添加厨余垃圾有利于促进鸡粪与小麦秸秆混合堆肥腐熟化。

关键词：堆肥鸡粪小麦秸秆厨余垃圾废弃物处理

不同含固率下零价铁提升厨余垃圾高温厌氧消化产沼体系运行稳定性研究

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环境科学学报 2022年第8期42卷 372-380页

作者：张文婧孔鑫岳秀萍袁进周爱娟太原理工大学环境科学与工程学院太原030024 清华大学环境学院北京100084

相比中温(35℃)厌氧消化,高温(55℃)厌氧消化中微生物代谢活性强,处理效率高,且无害化水平高,适合厨余垃圾的资源化处理及利用.但由于厨余垃圾易降解,有机质含量高,水解速率快,极易在厌氧消化前期出现酸积累现象,这种现象在高温厌氧消... 详细信息

相比中温(35℃)厌氧消化,高温(55℃)厌氧消化中微生物代谢活性强,处理效率高,且无害化水平高,适合厨余垃圾的资源化处理及利用.但由于厨余垃圾易降解,有机质含量高,水解速率快,极易在厌氧消化前期出现酸积累现象,这种现象在高温厌氧消化中更为显著,从而严重制约着高温厌氧消化的应用.本研究探究了零价铁(ZVI)对高温厌氧消化过程酸化现象的消除和控制,并对投加ZVI后不同含固率下厌氧反应器严重酸化现象缓和效果进行评价.结果表明,高温条件下含固率为4%、6%的反应器在ZVI的促进作用下很快恢复产沼,甲烷产率相较低负荷反应器分别提高了52.05%、10.51%.含固率为8%的投加ZVI反应器在经历一个月的延滞期后也消除了“过酸化”,甲烷含量稳定在60%以上,甲烷产率达到270.40 mL·g^(-1).以加ZVI反应器沼液作为接种物的H-ICS反应器能够降低氢分压,但未能消除“过酸化”.含固率为10%的反应器在反应结束后仍处于酸化状态.高通量测序结果表明,所有外加ZVI的反应器中嗜氢产甲烷菌是绝对的优势菌.在恢复产沼的H-ZVI反应器以细菌Defluviitoga产生的乙酸盐、CO_(2)、H_(2)和丁酸转化来的乙酸为底物,嗜氢产甲烷菌Methanothermobacter作为唯一优势产甲烷古菌,与互营乙酸氧化菌Syntrophaceticus相互作用,实现互营乙酸氧化产甲烷(SAO-HM)途径,恢复产甲烷代谢.

关键词：厨余垃圾过酸化高温厌氧消化含固率零价铁

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

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环境科学研究 2022年第11期35卷 2596-2607页

作者：张彤张立秋封莉刘永泽杜子文韩绮北京林业大学北京市水体污染源控制技术重点实验室北京100083 北京林业大学环境科学与工程学院北京100083

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... 详细信息

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.

关键词：厨余垃圾干式厌氧消化含固率有机负荷资源化

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米曲霉发酵厨余垃圾制备富酶产物的研究

环境科学研究 2022年第3期35卷 828-835页

作者：贾璇郭萌冶荣霞李辉李雪琪刘晓佩李鸣晓戴昕北京工商大学中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室北京100048 北京工商大学国家环境保护食品链污染防治重点实验室北京100048 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 南京万德斯环保科技股份有限公司江苏南京211100

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(3... 详细信息

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.

关键词：厨余垃圾米曲霉生长特性酶源产物蛋白酶淀粉酶

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厨余垃圾堆肥质量检测评价研究

环境卫生工程 2023年第1期31卷 33-36,42页

作者：李剑颖赖金丽孙宇任晓灵北京市城市管理研究院北京100028 生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室北京100028

对北京市堆肥处理设施分出厨余垃圾进行检测分析,结果表明:厨余垃圾水分含量为79.19%~83.36%,有机质含量为89.62%~96.22%,全氮含量为1.16%~1.42%,全磷含量为2.36%~2.94%,全钾含量为1.03%~1.30%,总养分含量为4.97%~5.65%,pH为4.20~5.30,重金属含量低,厨余垃圾宜作为好氧堆肥原料;对堆肥得到的产品质量进行抽样检测得到,堆肥产品水分含量平均值为19.35%,有机质含量平均值为73.34%,全氮含量平均值为2.66%,全磷含量平均值为0.67%,全钾含量平均值为0.85%,总养分含量平均值为4.17%,pH平均值为6.44,重金属污染物单因子含量排序为Cr>Pb>As>Cd>Hg,植物种子发芽指数平均值为0.74,所有指标均符合NY/T 525—2021有机肥料标准限值要求,堆肥产品质量合格,可以用于改善土壤肥力。

关键词：厨余垃圾堆肥产物植物种子发芽指数重金属养分

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大粒径厨余垃圾水热碳化制备炭燃料

环境科学学报 2022年第4期42卷 268-275页

作者：严密朱高俊胡卿胡睿雄刘瑜 Herri Susanto 徐璋浙江工业大学能源与动力工程研究所杭州310014 浙江浙能富兴燃料有限公司杭州311121 万隆理工学院化学与工程学院万隆印度尼西亚40132

开展了不同温度条件(150~300℃)下大粒径(>2 cm)厨余垃圾水热碳化实验,研究了水热炭的理化性质、燃烧特性和关键元素迁移规律.实验结果表明,当水热温度过低,厨余垃圾颗粒尺寸影响水热碳化效果;大粒径厨余垃圾碳化需更高的水热温度;水热... 详细信息

开展了不同温度条件(150~300℃)下大粒径(>2 cm)厨余垃圾水热碳化实验,研究了水热炭的理化性质、燃烧特性和关键元素迁移规律.实验结果表明,当水热温度过低,厨余垃圾颗粒尺寸影响水热碳化效果;大粒径厨余垃圾碳化需更高的水热温度;水热温度250~300℃产生的水热炭具有高热值(24.48~26.9 MJ·kg^(-1))、高燃料比(0.44~0.56)、高含碳量(59.6%~65.6%)和低含灰量(8.51%~4.35%)的特点.随着水热温度提高,水热炭中碳含量升高、灰含量下降;水热炭的着火温度、燃烬温度、挥发分释放特性指数VI、可燃性指数CI和综合燃烧特性指数CP均上升,提高了燃烧稳定性;同时水热炭中K、Na浓度降低,有利于降低水热炭燃烧结焦;N、S在水热炭中分布比例下降,这将减少水热炭燃烧的烟气污染物排放.因此,水热碳化能实现大粒径厨余垃圾的燃料化利用.

关键词：厨余垃圾大粒径水热水热炭燃烧

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厨余垃圾堆肥在普通白菜基质栽培中的应用

中国蔬菜 2022年第8期 31-35页

作者：李强余宏军艾爽蒋卫杰中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

为了评价厨余垃圾堆肥在无土栽培蔬菜生产上的应用效果,以普通白菜品种京绿2号为试材,设置4个厨余垃圾堆肥施用比例,即厨余垃圾堆肥∶椰糠(V/V)为15%(T1)、30%(T2)、45%(T3)、60%(T4),以纯椰糠(CK1)和添加商品有机肥的椰糠(CK2)作为对照... 详细信息

为了评价厨余垃圾堆肥在无土栽培蔬菜生产上的应用效果,以普通白菜品种京绿2号为试材,设置4个厨余垃圾堆肥施用比例,即厨余垃圾堆肥∶椰糠(V/V)为15%(T1)、30%(T2)、45%(T3)、60%(T4),以纯椰糠(CK1)和添加商品有机肥的椰糠(CK2)作为对照,研究厨余垃圾堆肥不同施用比例对栽培基质理化性质、养分含量、重金属含量及普通白菜生长、单株质量和品质的影响。结果表明:施用45%~60%厨余垃圾堆肥的基质容重、总孔隙度均在栽培基质适宜范围内,能够满足蔬菜作物生长需要。与CK1相比,施用厨余垃圾堆肥显著提高了定植前基质总氮、总磷、总钾、速效氮含量,明显提高了速效磷、速效钾含量,且各养分含量大多随厨余垃圾堆肥施用比例的增大而增加,但总氮、总磷、速效氮、速效磷含量低于CK2。施用厨余垃圾堆肥各处理基质中的铅、铬、镉含量均显著低于CK1和CK2,且均低于DB32/T 589—2003《无公害农产品无土栽培基质要求》中规定的限值。普通白菜株高、单株鲜质量和干质量均随厨余垃圾堆肥施用比例的增大而显著增加,T4处理与CK2无显著差异,而显著高于其他处理;T3处理的VC和可溶性糖含量最高,显著高于CK1和CK2。

关键词：厨余垃圾堆肥资源化利用普通白菜品质

“厨余垃圾的微生物降解”项目式实验设计与开展

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中学生物教学 2023年第28期 38-41页

作者：郑小婧雷娟刘杨四川省成都市第七中学 610000 中国科学院成都生物研究所 610000

以“厨余垃圾的微生物降解”项目式实验为例,将从自然界中获取、筛选和鉴定的菌种用于厨余垃圾的好氧堆肥,设计实验探究堆肥过程中温度、氧气浓度等因素对微生物代谢的影响,评价堆肥副产品腐殖质对种子发芽的促进效果,实现理论与生产生... 详细信息

以“厨余垃圾的微生物降解”项目式实验为例,将从自然界中获取、筛选和鉴定的菌种用于厨余垃圾的好氧堆肥,设计实验探究堆肥过程中温度、氧气浓度等因素对微生物代谢的影响,评价堆肥副产品腐殖质对种子发芽的促进效果,实现理论与生产生活实际的联系,通过科学探究培养学生的科学思维,增强学生的社会责任感。

关键词：项目式实验厨余垃圾微生物核心素养