有机垃圾厌氧发酵特性研究

选取有机垃圾中的餐厨垃圾为实验对象,研究了不同温度、不同初始pH值、不同含盐量对餐厨垃圾厌氧发酵的影响。实验结果表明,当温度为35℃,pH值为7. 0,含盐量(Na Cl)小于5 g/L时,餐厨垃圾厌氧发酵效果最佳,产甲烷体积分数分别可以达到56. 8%,62. 4%,57. 6%。由此可以确定,对餐厨垃圾进行厌氧发酵处理时,中温(35℃)、中性(pH=7)以及低含盐量(5 g/L)的情况下,有利于餐厨垃圾厌氧发酵过程的进行。     

餐厨垃圾的热转化和生物处理研究进展

随着城市发展和人们对美食的追求,餐厨垃圾的年产量逐年增长,其资源化利用受到人们越来越多的关注。餐厨垃圾产量大、组分复杂,具有“资源性”和“危害性”的双重属性。本文梳理了餐厨垃圾的产量特性,阐述了近年来餐厨垃圾的热化学处理技术和生物处理技术的研究现状及进展,分析了热化学处理过程中的反应参数和催化剂种类对餐厨垃圾热解性能和热解产物分布的影响,总结了生物处理过程中餐厨垃圾的优势,为今后餐厨垃圾的热化学转化和生物处理的研究提供方向。     

复合固定化脂肪酶催化餐厨废弃油脂合成生物柴油

探讨了复合固定化脂肪酶(Rhizopus oryzae lipase和Candida rugosa lipase)催化餐厨废弃油脂合成生物柴油的工艺条件。实验结果表明,单独使用1,3位专一性脂肪酶R.oryzae lipase催化餐厨废弃油脂,反应18h,生物柴油转化率达到70%;单独使用非专一性脂肪酶C.rugosa lipase,反应30h,生物柴油转化率可达20%。为了更有效提高生物柴油转化率,采用1,3位专一性脂肪酶R.oryzae lipase和非专一性脂肪酶C.rugosa lipase复合固定化脂肪酶催化合成生物柴油,反应21h,生物柴油转化率可达到96.5%。同时对该复合酶的稳定性进行了实验,在连续催化反应10个批次(300h)后,生物柴油转化率仍保持在80%以上。     

餐厨垃圾处理技术及资源化利用研究进展

餐厨垃圾是典型的放错地方的资源,不同处理方式均有利弊。大量的餐厨垃圾不仅带来严重污染,而且造成了巨大浪费,将餐厨垃圾利用先进的技术进行处理并得到资源化利用是今后发展的方向。简述了餐厨垃圾的主要特点,梳理了目前餐厨垃圾的7种主要处理技术并对其优缺点进行分析。此外,还介绍了5种利用餐厨垃圾制取生物柴油、制氢、制乙醇、制丁醇、制乳酸和生产生物可降解性塑料的途径,为我国今后餐厨垃圾资源化处理提供参考。     

我国餐厨废油资源化利用现状及展望

餐厨废油具有明显的废物与资源两重性,研究开发餐厨废油利用新技术,可有效解决食品安全、废油污染等问题。本文介绍了我国餐厨废油的组成性质及其回收现状,阐述了利用餐厨废油生产第一代和第二代生物柴油、表面活性剂、洗涤剂、脂肪酸、合成气等化工产品的工艺现状。由于餐厨废油组成复杂多样,净化处理难度大,因此以其作为原料生产化工产品时,工艺条件苛刻,生产规模小,短期难以实现工业化,而以餐厨废油生产生物柴油表现出了明显的优势。其中利用餐厨废油制备的第一代生物柴油存在热值低、抗氧化稳定性差等缺点,而加氢裂化、催化裂化、微波极化脂肪酸皂类脱羧成烃等工艺制备的第二代生物柴油产品性质更加优良,经济优势显著,具有很大的发展潜力。在综合对比各类生产工艺及其产品优缺点的基础上,对废油资源化利用的发展前景进行了展望。     

一种新型复合菌种处理餐厨垃圾的工艺研究

随着人们生活水平的提高,餐厨垃圾的产量逐年增加,急需一种效益高的处理技术来解决我国目前餐厨垃圾污染的问题。文中研究引进由日本东北大学选育,成功适用日本餐厅的温泉复合菌种,对餐厨垃圾的降解效果进行本土化最佳工艺条件的研究,促进处理工艺在国内应用推广。结果表明,餐厨垃圾的减量化能够达到80%以上,得到餐厨垃圾微生物处理的最优工艺条件为:温度60℃,基材含水率(质量分数)20%—30%,发酵时间24 h,粗淀粉和粗蛋白质量分数最高可降低至13.78%和8.58%。最后,兰花种植实验表明,发酵产物可作为有机肥料使用。     

餐厨垃圾资源化利用及其过程污染控制研究进展

餐厨垃圾年产生量大、成分复杂,传统的焚烧、填埋处理方式易引发一系列环境问题,同时,餐厨垃圾又具有有机质含量高、营养元素丰富的特点,其资源化利用可实现价值再生,符合可持续发展的要求,因而成为国内外学者的研究热点。本文从产品利用方向的角度综述了几类餐厨垃圾资源化利用技术的研究进展,包括能源化利用方向的餐厨垃圾制生物柴油、甲烷、氢、燃料乙醇技术,农业化利用方向的餐厨垃圾制动物饲料、有机肥料技术,工业化利用方向的餐厨垃圾制还原糖、炭材料、乳酸技术;介绍了餐厨垃圾资源化过程中产生的恶臭气体、废水污染问题以及污染控制相关研究进展。最后指出,对微生物厌氧反应机制的深入研究有利于实现相关技术在工业生产规模的优化,厨垃圾资源化工艺过程的污染控制需要进一步得到关注。     

餐厨垃圾厌氧发酵过程的影响因素硏究

餐厨垃圾虽是废物,但经过厌氧发酵,可以产生发酵产物和沼气,厌氧发酵可以将有机垃圾变废为宝,同时获得清洁能源,减少碳排放,取得良好的社会和经济效益。在本文中,对餐厨垃圾厌氧沼气发酵系统进行了全面的研究,通过探讨食物垃圾物理组成,研究影响餐厨垃圾厌氧发酵的各种因素,通过研究找出餐厨垃圾厌氧发酵的最佳反应条件,进行餐厨垃圾厌氧发酵实验室测试得出实验结论。     

餐厨垃圾能源化研究进展

餐厨垃圾是指家庭、学校、食堂以及餐饮行业的食物废料和残余,是城市生活垃圾的重要组成部分。以餐厨垃圾为原料进行能源生产,既可以获得清洁能源,又能减少污染物排放,是目前研究的热点。本文综述了餐厨垃圾目前处理现状以及能源化的研究进展。主要介绍了利用餐厨垃圾生产生物柴油、甲烷、氢气以及燃料酒精的进展情况。指出制定完善的相关政策法规,加快实施餐厨垃圾分类收集,多种资源化方式结合,开发先进工艺及成套设备是未来餐厨垃圾能源化发展的关键。     

餐厨垃圾微生物发酵生产蛋白质饲料的工艺条件研究

为了提高餐厨垃圾微生物发酵生产蛋白质饲料的发酵效果,向餐厨垃圾中分别添加HM菌剂、EM菌剂、自制复合菌剂(黑曲霉∶啤酒酵母∶枯草芽孢杆菌=1∶1∶1)三种菌剂。考查在不同的发酵条件下,发酵产物中粗蛋白的得率。结果表明,添加自制复合菌剂发酵效果较好,以添加1.5%的尿素为氮源,含水量为60%,pH为6的餐厨垃圾为基质进行发酵,混合菌种接种量为1.5%,34℃发酵48 h后,所得生物饲料中粗蛋白的含量为28.35%。自制复合菌剂更适合餐厨垃圾的发酵,可为餐厨垃圾发酵生产蛋白质饲料研究提供参考。     

微波辐射下固体超强酸TiO2/SO42-催化葵花籽油制备生物柴油

研究了微波辐射作用下同体超强酸TiO2/SO42-催化葵花籽油与甲醇通过酯交换反应制备生物柴油,考察了催化剂用量、反应时间、微波功率和醇油摩尔比对酯交换反应的影响.实验结果表明,当醇油摩尔比为12:1、催化剂用量(催化剂与油的质量比)为2%、微波功率为300 W、反应时间为25 min时,生物柴油的收率可以达到94.3%.     

微波辐射酸催化喜树种子油制备生物柴油工艺

研究了在微波辐射条件下硫酸催化酯交换反应转化喜树种子油制备生物柴油的工艺,同时采用HPLC分析了生物柴油产品中主要脂肪酸甲酯成分及其质量分数。通过实验考察了醇油摩尔比、反应时间、反应温度、催化剂加入质量分数对反应的影响,并得出了在微波辐射下硫酸催化喜树种子油制备生物柴油的最佳工艺条件:醇油摩尔比15∶1、微波辐射时间40 min、反应温度70℃、催化剂加入质量分数(与原料油)3%,转化率可达95%以上。结果表明,与传统硫酸催化酯交换反应相比,该方法具有催化剂加入质量分数少、反应温度低、时间短和转化率高等优点,对工业化制备生物柴油提供了科学参考价值。     

微波辅助玉米油基生物柴油制备及酯化反应动力学

以玉米油和甲醇为原料、浓硫酸作催化剂,微波辅助制备生物柴油,研究了反应时间、反应温度、催化剂体积及微波功率对玉米油酯化率的影响,在单因素实验基础上优化制备工艺,考察了酯化反应的动力学. 结果表明,微波辅助制备玉米油基生物柴油的最佳条件为反应温度72.0℃、时间17.5 min、催化剂用量为玉米油体积的8.5%和微波功率200 W,该条件下酯化率可达77.6%. 酯化反应级数为1.28,活化能Ea=1.79 J/mol,酯化反应的动力学方程为r=8.214e?1.792/RTC1.28 .     

纳米CaO2激发餐厨垃圾碳组分合成水凝胶及溶胀性能分析

为了实现餐厨垃圾中含碳组分的回收与增值化利用，以自制纳米CaO₂作为氧化剂激发餐厨垃圾中的碳组分释放，尿素作为改性剂，丙烯酰胺作为单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，过硫酸钠作为引发剂，通过自由基聚合交联反应合成水凝胶，并对制得的水凝胶进行了溶胀性能的分析。研究通过单因素实验考察了水凝胶制备的影响因素，结果表明在氧化剂用量为0.70g、改性剂用量为4.60g、单体用量为2.80g、交联剂用量为0.14g、引发剂用量为0.38g时，水凝胶的溶胀率可以达到1429.78%。水凝胶在去离子水中0~12h的溶胀行为符合Fickian的Case I扩散模型，12~84h的溶胀行为符合Schott溶胀动力学的二级模型，微观表征结果证明溶胀性与水凝胶的网状结构有关，热重分析证明餐厨垃圾制备得到的水凝胶具有良好的热稳定性。     

分子筛微波辐射负载CaO催化合成生物柴油

研究微波辐射法制备固体碱催化剂CaO/NaY在合成生物柴油中的应用。结果表明,该催化剂在醇油摩尔比9∶1,催化剂质量分数3%,反应温度65℃,反应时间3 h等条件下,以精制大豆油为原料制备的生物柴油得率可达95%;而以酸值(以KOH计)为4 mg/g和含水质量分数为1.5%的油脂为原料,生物柴油得率可分别达到92.4%和84.8%。催化剂结构表征表明:微波辐射改善了CaO在载体NaY上的分散,其总碱量(H-27)达到3.798mmol/g,是一种固体超强碱。     

餐厨垃圾热解实验研究

利用热重分析仪及管式炉反应器研究了餐厨垃圾的热解行为.餐厨垃圾的热解过程包括两个阶段,结合微分法与积分法对两阶段进行了动力学计算,确定管式炉热解实验反应温度.对热解产物进行了分析,结果表明,气体产物主要是CO和CH4;固体产物焦的恒容低位发热量为20.33 MJ·kg-1;液体产物焦油主要是醇和烃,占焦油总量的70.55％.通过分析不同热解温度焦的红外谱图、元素组成及热解过程的小分子气体释放规律,探究了餐厨垃圾的热解机理.290℃时,餐厨垃圾中肽键断裂,释放出大量CO2和CO:350℃时,脂类化合物已经完全分解或挥发;500℃时,焦中甲基及亚甲基峰消失,释放出大量烃类;未分解的物质主要是淀粉.最后考察了升温速率对热解产物分布的影响,发现提高升温速率,焦收率基本不变,焦油收率下降,气体产物收率增加.     

餐厨垃圾废水综合处理技术进展

文章综述了餐厨垃圾废水的特点及处理现状,主要介绍了重力分离、粗粒化分离技术、膜分离等油水分离技术的应用,并分别论述了制取生物柴油、硬脂酸和肥皂等废弃油脂资源化利用技术以及生物法处理去油脂高浓度废水的应用。最后提出了处理餐厨垃圾废水的合理工艺。     

利用地沟油制备生物柴油技术的研究

本文提出了由地沟油,餐厨废油,食品厂废油等废弃油脂为原料生产生物柴油的工艺,即在复配酸催化剂(主要是硫酸和对甲苯磺酸的混合物)的作用下与甲醇进行预酯化反应来降低废油的酸值,待达到条件后再与甲醇进行转酯化,将地沟油转化成生物柴油。分析采用气相色谱法,测定了生物柴油中脂肪酸甲酯的成分及含量。探讨了醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间等工艺条件对生物柴油得率的影响。实验结果表明,预酯化反应的最佳条件为:醇油质量比为0.35∶1,催化剂量为油质量的0.45%,反应温度110℃,反应时间为30min.转酯化反应的最佳条件:醇油摩尔比为9.6∶1,催化剂量为油质量的0.5%,反应温度63℃,反应时间为45min.为在此反应条件下,生物柴油得率高达92%-94%.     

不同环境因素对餐厨垃圾中硫化氢的产生的影响

主要研究了餐厨垃圾不同环境因素下的硫化氢的产生情况。结果表明,降低餐厨垃圾的含水率、加入覆盖土、降低蛋白质类餐厨垃圾的量、控制餐厨垃圾的成分、控制发酵时间,均能有效控制餐厨垃圾中的硫化氢的产生。其中,在餐厨垃圾表面覆盖富含生物腐殖质的土壤,对硫化氢产生的影响最大。     

利用餐厨垃圾渗滤液培养苏云金芽孢杆菌

以餐厨垃圾渗滤液为培养基,研究了苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)的培养条件及其去除餐厨垃圾渗滤液中主要营养成分的优化控制条件。结果表明,当餐厨垃圾渗滤液体积分数在25%~100%范围内时,随餐厨垃圾渗滤液体积分数的增大,Bt生物量增大,Bt菌落形成单位升高,72h达到4.5×107 CFU·mL~(-1),对餐厨垃圾渗滤液中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的去除率分别达到48.8%和52.4%。在餐厨垃圾渗滤液中添加1g·L~(-1) KH_2PO_4和1g·L~(-1) MgSO_4分别作为磷源和硫源,可以促进Bt的生长,72h菌落形成单位达到1.4×108 CFU·mL~(-1)。表明利用餐厨垃圾渗滤液可以高效培养生物农药Bt,是废弃物高效资源化利用的有效途径,具有重要的应用价值。