有机垃圾发酵处理实验

2024-07-08

有机垃圾发酵处理实验(精选9篇)

有机垃圾发酵处理实验 第1篇

厨余垃圾发酵实验

一、实验目的厨余垃圾的发酵处理是其无害化、资源化处理的最重要途径之一。通过本实验,使得学生了解有机垃圾发酵处理的特点及其影响因素。知道如何准备发酵原料,如何控制发酵各参数条件等。

二、实验原理

厨余垃圾发酵属于厌氧发酵。厌氧处理在废弃物处理上大多用于水处理,在生活垃圾的处理上用的较少,尤其是我国。厌氧发酵也叫厌氧消化、沼气发酵、甲烷发酵,是将复杂有机物在无氧条件下利用厌氧微生物:发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢耗乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等降解生成N、P等无机化合物和甲烷、二氧化碳等气体的过程。

厌氧处理方法无论是在水处理还是有机垃圾处理发面原理都是一样的,都存在三阶段理论。

第一阶段为水解发酵阶段,是指复杂的有机物在微生物胞外酶的作用下进行水解和发酵,将大分子物质转化成小分子物质如:单糖、氨基酸等为后一阶段做准备。

第二阶段为产氢、产乙酸阶段,该阶段是在产酸菌如胶醋酸菌、部分梭状芽孢杆菌等的作用下分解上一阶段产生的小分子物质,生成乙酸和氢。这一阶段产

酸速率很快,致使料液pH值迅速下降,使料液具有腐烂气味。

第三阶段为产甲烷阶段,有机酸和溶解性含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和二氧化碳、甲烷、氮气、氢气等。甲烷菌将乙酸分解产生甲烷和二氧化碳,利用氢将二氧化碳还原为甲烷,在此阶段pH值上升。

这三个阶段当中有机物的水解和发酵为总反应的限速阶段。一般来说,碳水化合物的降解最快,其次是蛋白质、脂肪,最慢的是纤维素和木质素。

三、实验材料、仪器及要求

1.实验原料

本实验的原料来自于学校学生食堂餐厨垃圾, 成分为: 菜叶(葱叶、芹菜叶、白菜叶等)、海鲜(虾皮、蟹壳、鱼刺等)、泔脚(蛋壳、面条、剩菜等); 不含塑料、玻璃、石块等大块无机固体。接种污泥为污水处理厂的污泥。

2.发酵反应器

KL-LJFJ-1型发酵处理反应器,发酵反应器容积为30L,带有机械搅拌,加温恒温系统。可测量发酵温度,并恒定控制发酵温度。

3.测定内容

(1)初始及发酵结束时,测定堆肥材料的含水率(MC)、总固体(TS)、挥发性固体(VS)、碳氮比(C/N)、甲烷体积;

(2)发酵过程中,发酵材料的温度、pH值。

4.分析和记录仪器

烘箱、马弗炉、天平、TOC和TN测定仪、数据检测记录仪、计算机。

四、实验分析方法

1.实验原料的TS、VS测定:

TS即总固体,又称干物质,是指发酵原料除去水分后所剩余的物质;VS即挥发性固体,是指原料总固体中除去灰分以后所剩余的物质。TS、VS测定方法如下:

(一)TS测定方法

固体含量是厌氧消化的一个重要指标,反映了反应器处理效率的高低。总固体含量的测试方法采用烘干法,即将原料在105℃下烘干至恒重。此时物质的质量就是该样品 的总固体含量。

TS=样品中TS质量W干100%样品质量Ws

(二)VS测定方法

将在105℃下烘干的原料放在500~550℃温度下灼烧1h,其减轻的质量就是该样品挥发性固体量。

VS=样品中TS质量W干-样品灰分质量W灰

样品TS质量W干100%

2.实验原料的TOC、TN测定

五、实验步骤

1.原料准备

对于植物性垃圾首先将其捣碎混匀,取样测定TS、VS,加入水调其TS为20%左右,然后采用NaHCO3调节其pH值,使其值维持在7.5左右。按照菌料比1:3配装污泥。

2.投入原料

开启KL-LJFJ-1型发酵处理反应器,设置加热桶温度(45~60℃)。将实验步骤1中准备的原料投入发酵反应器中。开启搅拌。开始发酵实验,并记录实验数据。

2.观察实验现象

发酵过程中,观察收集气体的量以及气体释放速度。

有机垃圾发酵处理实验 第2篇

pH值对易腐有机垃圾厌氧发酵产物分布的影响

摘要:易腐有机垃圾的厌氧发酵(水解和酸化)程度和发酵类型受pH值的影响.批式实验结果表明:发酵液pH=7时有利于微生物的生长繁殖,从而促进碳水化合物的水解和酸化过程,还能促进可溶性蛋白的`酸化过程.在不同pH值条件下,易腐有机垃圾的基本发酵类型为:pH=7时主要进行丁酸发酵;pH=8时丁酸发酵类型逐渐占优势;而pH=5时丙酸发酵类型逐渐占优势.乳酸是酸化初期的主要产物,但在发酵液的pH=5和pH=7条件下,乳酸可被微生物进一步代谢,而pH=8时乳酸却未能被代谢.在酸化初期醇的产生量大于挥发性脂肪酸,酸化后期pH=5和pH=7时挥发性脂肪酸与醇产生量比值为1.2~1.5:1,而pH=8时两者比值为1.6~2.5:1.pH为5、7和8三者的水解速率常数kh分别为0.000 8 h-1、0.000 9 h-1和0.000 2h-1.pH=7在反应时间t>100 h以后,发酵液中可溶态总有机碳全部由酸化产物组成,酸化完全;而pH=5和pH=8达到酸化完全的反应时间分别为t>300 h和t>600 h.作 者:吕凡 何品晶 邵立明 陈活虎 LU Fan HE Pin-jing SHAO Li-ming CHEN Huo-hu 作者单位:同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,92期 刊:环境科学 ISTICPKU Journal:ENVIRONMENTAL SCIENCE年,卷(期):,27(5)分类号:X382关键词:pH值 易腐有机垃圾 厌氧发酵 水解 酸化

有机垃圾厌氧发酵沼气概述 第3篇

有机垃圾的厌氧发酵是目前国内外比较通行的处理方法,能较高效率地降解有机物质,通过厌氧发酵产生大量沼气,并且发酵以后的沼渣能可以加工成肥料[1~3]。利用有机垃圾厌氧发酵制备沼气为缓解我国能源问题和解决我国环境问题提供了新思路,采用厌氧发酵产生洁净能源——沼气,具有成本低、环境效率高及可持续发展等特点[4]。沼气除直接燃烧用于发电、供暖和气焊等外,还可作家用燃料、内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料,厌氧发酵的固体剩余物含有十分丰富的营养物质,可以作为有机肥料,供农作物生长利用,将其中的氨基酸、无机盐等有效物质提取出来,经过加工可添加到动物饲料中,可降低饲养成本。经过有机垃圾厌氧发酵,可实现城市垃圾资源化处理,变废为宝,走上绿色循环可持续发展的道路。

本文从厌氧发酵沼气的现状、沼气的发酵菌种的筛选、发酵机理、沼气的生产方法及影响发酵的因素等方面进行论述,比较厌氧发酵制备沼气技术的优缺点,为后续研究提供帮助。

1 发酵制备沼气的原料来源

沼气是由意大利物理学家A.沃尔塔于1776年在沼泽地发现的,利用垃圾制取沼气的早期试验是由Ba-bbitt等人进行的,基本操作步骤是采用城市生活垃圾和污水污泥混合料进行的一系列试验,结果表明城市生活垃圾是适合于厌氧发酵的。在这之后,很多国内外研究人员都在这一领域做了探索,并且取得了一些成果。目前沼气发酵原料来源主要有如下几种。

1.1 人和动物排泄物

人和动物排泄物是一种传统的生产沼气的原料,技术已经趋于成熟,其具体操作是依据所建发酵池的规格大小,在适宜的温度下,加入一定量老沼气池的发酵液,然后再添加一定量的人和牲畜的粪便,控制好发酵池中的温度及压力待其发酵一段时间即可,这种方法生产沼气,操作简单,易于操作,但是极大地受到了原料的限制。

1.2 秸秆

我国传统的沼气生产大多是在农村实现,其基本原料是人和牲畜的排泄物,由于北方天气条件及近几年牲畜疫情的蔓延,农民养殖牲畜越来越少,传统的沼气生产在北方地区已经很难满足北方人民的需要,北方地区利用其秸秆资源丰富的优势,进行秸秆生产沼气。

秸秆生产沼气的主要步骤是收集秸秆,在干燥条件下贮藏,然后进行粉碎加工,秸秆入池,密封池盖边加水边搅拌等。秸秆生产沼气的主要缺点是受到了地域性的限制,而且需要使用甲烷促进剂,增加了生产成本,如需大范围内推广则还需要进一步研究与改进。

1.3 蚕沙

蚕沙是养蚕过程中产生的废弃物,养蚕是我国的传统养殖业,但是一直以来人们只重视蚕茧生产,而忽视蚕沙的利用,蚕沙生产沼气大体上与传统的利用人和动物排泄物生产沼气大同小异,但是在一些具体环节上还有区别,比如pH会直接影响产气率,当pH小于6或大于10时,产气率会大大减小,同时除沙过程中使用的消毒剂等对于细菌有较强的抑制作用[5]。这一技术也受到了地区性的限制。

1.4 城市有机垃圾

城市有机垃圾厌氧发酵生产沼气是近几年才发展起来的新技术,是利用厨房菜渣、果皮、菜皮叶、剩饭菜、动物内脏、人和动物排泄物为原料,经过简单的破碎处理后,加入一定量的水和发酵菌液,采用发酵的方式,严格控制在无氧的条件下进行发酵。利用发酵微生物对有机垃圾中的有机物进行降解,生产沼气。

2 城市有机垃圾厌氧沼气发酵菌种的筛选

目前国内厌氧发酵生产沼气的微生物主要采用发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等五种细菌。部分公司生产使用改造的产甲烷细菌、产氢产酸菌和厌氧纤维素分解菌等,这些微生物都是通过不同的方法在不同地方经复杂的分离提取得到,它们都有各自不同的代谢方式,最终都是把有机物质进行降解,产生甲烷。

3 城市有机垃圾厌氧发酵生产沼气的机理

厌氧发酵生产沼气的原理是利用微生物的代谢作用在没有硝酸盐、硫酸盐、氧气和光线的条件下,经微生物分解作用,将有机物质降解来生产沼气的过程。有机垃圾厌氧发酵沼气时,需经过基本分类、破碎处理后,然后在添加一定量的水分、控制适宜的温度和和保持厌氧的条件下,通过发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等发酵性微生物的代谢作用,进行不同方式的分解,最终形成沼气的复杂的生化反应过程。有机垃圾中所含的复杂有机物质在菌种水解酶的作用下,生成相应的复杂有机物,如单糖、脂肪酸、氨基酸等,继而在水解性细菌胞内酶的作用下,分解成乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、乙醇以及CO2和H2等,然后在产氢产乙酸菌或耗氢产乙酸菌的作用下,将上述产物转化成乙酸,再经过食氢产甲烷菌或食乙酸产甲烷菌的作用下,分解乙酸产生甲烷。

4 影响厌氧发酵生产沼气的因素

4.1 不同碳氮比对厌氧发酵生产沼气的影响

曾光明、乔玮[6]采用完全混合厌氧消化工艺处理城市垃圾,分析结果表明在不同碳氮比条件下沼气产生量不同。不同的碳氮比对于微生物厌氧发酵生产沼气,是有很大影响的。Walter[7]等报道中指出当N的含量很高时,高浓度的氨态氮抑制了产甲烷菌的活性,抑制厌氧发酵产甲烷。在厌氧发酵过程中,当氮的含量很低时,甲烷的产量和氮的含量成正比例关系,当氨的含量增加到2000mg/L以上时,发酵液的酸碱平衡被破坏,产甲烷菌的催化活性降低,甲烷的产量迅速降低。因此,控制C/N在适当水平对于生产沼气是十分重要的。

4.2 温度对厌氧发酵生产沼气的影响

适当提高有机垃圾发酵液的温度有利于厌氧发酵生产沼气,有机垃圾厌氧发酵制备沼气是在30℃左右条件下进行的,适当提高温度,更有利于产甲烷菌发挥其催化活性,对有机垃圾中的有机物质的降解更加彻底,当温度低于10℃时,产甲烷菌中所含催化酶无法发挥其催化功能,不能产生甲烷。当温度在10℃~35℃区间,产甲烷菌的产气能力随着温度的升高而增强,当达到35℃时,甲烷产生量最大,当温度35℃以上,不适宜产甲烷细菌的生长[8]。

4.3 p H值对厌氧发酵生产沼气的影响

不同的pH值对于厌氧生产沼气的影响也很大,由于产甲烷细菌适合于在弱碱性条件下生长,它的最佳pH范围为6.8~7.5,因此在产甲烷阶段发酵液的pH值要严格控制在6.8~7.5的范围内,只有在这个范围产甲烷菌才能正常生长,才能发挥其催化功能,如果pH值低于这一水平,CO2量会大大增加,大量水溶性有机物和H2S及其他含S化合物会产生,硫化物含量的增加又会反过来抑制产甲烷菌的生长。传统调节发酵液的pH可以通过添加生石灰或通过调节碳氮比来调节pH。

5 结语

城市有机垃圾中含有极其丰富的有机物质,对其的资源化处理有很重要的意义既可以缓解能源压力,又能减少环境污染,实现垃圾的循环利用。城市有机垃圾作为原料厌氧发酵沼气技术已经经过大量实验室研究、中试研究,将来有可能得到大规模的推广,也是今后产业化研究的主要方向。

摘要:本文综述了国内外垃圾处理现状,介绍了发酵沼气的技术,阐述了沼气的原料来源、生产方法、原理机理、发酵菌种的筛选及影响发酵的因素等内容。

关键词:有机垃圾,厌氧发酵,沼气

参考文献

[1]易艾琼.有机垃圾厌氧发酵产氢技术研究进展[J].河北化工大学学报,2007,3(30):28~30.

[2]王星,王德汉,张玉帅,等.国内外餐厨垃圾的生物处理及资源化技术进展[J].环境卫生工程,2005,13(2):25~29.

[3]KirkebyJ.J.,G..S.Bhander,H.Birgisdottir,etal.Evaluationofenvi-ronmentalimpactsfrommumicipalsolidwastemanagementintheMunici-palityofArhus[J].WasteManageRes,2006,(24):3~15.

[4]张光明,王伟.厌氧消化处理生活垃圾工艺研究[J].中国沼气,1997,15(2):14~16.

[5]陈春,吴大洋.利用蚕沙生产沼气的开发利用[J].中国蚕业,2004,3(25):82~84.

[6]曾光明,乔玮,袁兴中,等.完全混合厌氧消化处理城市垃圾的特性研究[J].湖南大学学报,2003,5(3):51~54.

[7]WaterJWujcik.Anaerobicdryfer-mentation[J].BiotechnologyBioengi-neeringSump,1980,(10):43~65.

有机垃圾发酵处理实验 第4篇

采用好氧发酵工艺处理厨余垃圾堆肥试验

摘要:在环保安全倍受关注的`今天,垃圾的分类处理是总的发展趋势.所谓垃圾处理,就是把垃圾经过分类、分选、粉碎、配料以后,采用生物发酵(好氧发酵)方式堆成有机肥料的过程.厨余垃圾是生活垃圾的主要组成部分,由于它含水率高,易腐烂发臭,影响人的视觉和味觉以及生活卫生条件,如不经过适当的处理而直接利用,会造成疾病的传播.作 者:买日江・热西提 卡德尔・艾山 艾斯坎尔 作者单位:新疆农科院吐鲁番农业科学研究所,新疆,吐鲁番,858000期 刊:中国园艺文摘 Journal:CHINESE HORTICULTURE ABSTRACTS年,卷(期):,26(6)分类号:X7

城市有机垃圾循环处理系统 第5篇

城市产生的大量垃圾中有机垃圾的比重越来越高,有机垃圾种类主要有:食品垃圾和厨余垃圾、园林垃圾(树枝、树叶)、人畜粪便、洗涤污水等。当前有机垃圾处理大多是建设大型的垃圾处理厂、场、站,处理方法大致有3种:

1、填埋法

填埋法使用最广,我国不少城市已建起了大型垃圾填埋处理场。填埋法看似成本最低、最易实施,但填埋场选址,要有理想的自然地理、地质条件,一般应远离城市,远离居住人群。填埋收集、运输成本也很高,填埋时必须做到卫生填埋,要解决渗漏、压实、覆盖、雨水导流、污水处理、环境绿化、沼气引流等一系列问题,并须长期的监控与管理。

2、焚烧法

焚烧法一般用于处理有相当热值的可燃性垃圾,如木材、纸张等。有机垃圾是1种低热值的可燃物,它可以和木材、纸张等一起用焚烧法来加以处理。近年来焚烧法很盛行,不少城市投入巨资,引进设备,建起了大规模的垃圾焚烧厂。如垃圾热值较高,甚至还可有余热利用、发电等。但焚烧法会导致大气污染,尤其是有机垃圾焚烧产生的烟气中含有致癌的二恶英。

3、菌类酵化法

菌类酵化法一般分为厌氧菌类发酵、好氧菌类发酵和混合菌类发酵几种。垃圾经过有序次发酵后,温度达到70℃~80℃,保持数天,垃圾中的寄生虫卵、致癌细菌等有害物质均被杀死,符合天然的自然法

则,可谓无害化处理。其转换的余渣、余水还是高效有机肥料,并可和居民小区绿化灌溉系统结合在一起,这种处理方式比较理想。另外,用菌类酵化法处理城市有机垃圾还可获得生物气。生物气成分包括60%的沼气、40%的二氧化碳以及少量水汽、氮气和硫,其能量值约为天然气的一半,因此,可以作为能源得到利用。理论上计算80万吨的有机垃圾处理后,能得到约6千万立方米的生物气,相当于3万吨油。

由前述可看出:以自然的循环方式来系统地处理城市有机垃圾,可避免有机垃圾对环境的二次污染,把有机垃圾消灭在源头,这能缓解城市的环境压力。

一、城市有机垃圾循环处理系统

本系统处理的城市有机垃圾有:食品垃圾和厨余垃圾、园林垃圾(树枝、树叶)、人畜粪便、洗涤污水等。

1、处理系统总流程分解

本城市有机垃圾循环处理系统分为:有机垃圾污水分离化料系统、生物易降解综合处理系统、人工湿地一体化处理技术三大部分组成。有机垃圾污水分离化料系统

城市有机垃圾及污水具有容量大,易腐败,易发臭的特点,如不加处理,任意排放,将引起二次污染。本有机垃圾污水分离化料系统处理包括:机电固料分离装置和化料处理装置。各小区内收集的有机垃圾及植物枝叶、作物秸秆、杂草菜叶、没有液化的固体部分采用机械式分离装置或相关设施处理。分离的主要目的是为后续的厌氧处理提供有利的条件。分离后的碎料可被进一步湿化或堆沤,混合后与人畜禽粪作为化料池的进料。

分离混合后的有机污物污水进入化料处理装置池,处理时放入特

殊的微生物菌剂进行有效的腐化处理,形成微生物菌群大量繁殖的“繁殖场”,经微生物繁殖场后,有机污物污水流入生物易降解综合处理系统池。

化料处理装置中的兼性菌及专性厌氧细菌,可将有机垃圾中有机生物降解分为二氧化碳和甲烷气,使有机垃圾得到前化处理。化料池的构造其外形有方形、圆柱形和蛋形等,其主体是由池盖、池体、下锥体部分组成,可按要求还包括投配、排泥及溢流系统,搅拌设备以及加温设备等。

人工湿地一体化处理技术

本人工湿地一体化处理技术由两部分组成:

1、生物氧化格栅截留池

(1)技术特点

此生物氧化格栅截留池,采用了新型的生物接触氧化污水生化处理技术。以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物,其工艺构成可分成菌种活性去污法、生物膜法、生物稳定格栅法等。生物处理的原理是通过生物作用,尤其是微生物的作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥);通过曝气提供附着在填料上生物膜栖息的微生物氧化废水中有机物,以达到净化废水的目的。为了提高生物接触氧化池处理效果,便于维护管理,设计采用了不产生剩余污泥的悬浮型生物填料,使单元填料可同时提供好氧、亏氧气、厌氧三种微环境,通过食物链作用,将剩余污物减少到最低限度,污水净化后斜道沉淀排出。

(2)组成与流程图

(3)性能特点

整个处理装置以自动液相相流体主动运动型方式,通过微生物的新陈代谢,把污染物分解,运用自流一级与一级的强化处理工艺,加快微生物的新陈代谢能力,达到沼液水的处理目的。全部处理装置埋藏于地下,是内动式地全天候全自动运行,不影响小区环境。

2、人工湿地处理系统

(1)技术特点

沼液水经多级生物氧化格栅截留过滤膜处理池、沉淀池预处理后进入湿地床,以潜流方式流过滤料,水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤,和被微生物与植物根营养吸收、分解使污水获得净化。本处理系统是运用漫流湿地(又称自由水面湿地)处理方式,按水流方向为水平流湿地床。当污水进入湿地后,在湿地表面维持一定厚度水层,水流呈推流前进,形成一层地表水流,并从地表出流。污水中有机物经沉淀,根系拦截,吸附,吸收,分解而获的净化。人工湿地运行操作简便,能耗低,运行费用低,不需复杂的自控系统进行控制,既能净化污染物,更能美化景观,增添绿色观瞻,形成良好生态环境,为野生动植物提供良好生境,可把城市小区有机污水治理与城市小区植物绿化建设结合起来,净化城市小区人们的居住环境。

(2)人工湿地组成和处理规模

土壤、植物、微生物是构成人工湿地的主要组成部分,对废水净化起积极的作用。根据人工湿地设计经验数据分析研究,并结合本工程湿地收纳的污水的情况,人工湿地单位面积深度处理污水量为0.6m3/d·m2。

(3)人工湿地系统的作用机理

本系统经人工湿地净化出水的水质优于《城镇污水处理厂污染物排放控制标准》的二级标准。可直接排入到环境水体,也可作小区景观水体的补充水,或用来农灌、浇花草。

有机垃圾发酵处理实验 第6篇

生活垃圾分类减量是市政府的实事项目,生活垃圾资源利用是科学发展观的实践;要实现生活垃圾的真正减量,垃圾的无害化处理已经迫在眉睫。生活垃圾无害化处置有生化处置、卫生填埋和焚烧三种方式。而对在生活垃圾中占有相当大的比例的有机生活垃圾来说,最节省且资源最环保的处理方式就是生化处理,它既能实现生活垃圾减量,又能保护环境,达到资源利用、变废为宝的目标。通过对有机生活垃圾生化处理技术的研究,可以为全面推进生活垃圾分类减量和资源利用提供技术依据。

一、生活垃圾处理现状

近年来,全世界生活垃圾年增长速度为8.42%,中国生活垃圾年增长率更高。本文以上海市金山区为例,每年的垃圾就达到了2%到3%的增幅,日产量为450吨左右,而其中有机垃圾又占比很大。按照市政府要求,要在全市范围内实施生活垃圾分类,促进源头减量的试点工作。

在日产450吨左右的生活垃圾中,主要组成为无机垃圾(部分可回收利用,大部分填埋)、有机垃圾(可资源利用)、有毒有害垃圾(分类投放无害化处置)、玻璃(分类投放资源利用)。2011年金山区生活垃圾减量目标以2010年为基数,人均处理量减少了5%,也就是日产生活垃圾总量控制在了454吨之内。到2015年,金山区计划人均生活垃圾处理量减少20%,这就要求我们必须利用科技的手段,推行生活垃圾分类减量,以确保生活垃圾总量能够控制在目标值之内。上海自2009年12月27日关闭金山区生活垃圾卫生填埋场之后,部分区域的生活垃圾改为通过水运方式运往上海老港生活垃圾卫生填埋场填埋,剩余几个镇还处于简易填埋方式阶段。目前金山区正在建设日处理量800吨的焚烧厂,计划2012年8月份试运行,届时全区的生活垃圾将通过焚烧发电无害化处置,但生活垃圾焚烧工艺仍然会对环境造成一定的污染。

二、有机生活垃圾生化处理工艺技术及其优点

有机生活垃圾的概念就是能降解、发酵、分解的所有生活垃圾中有机质物料的废弃物,它包含剩菜剩饭、瓜皮果壳、菜皮、茶叶渣、鱼虾、过期食品、养殖业排泄物等。

按照生活垃圾分类促进源头减量的工作要求,金山区于2011年6月份开始

对部分居民小区和菜市场推进生活垃圾干湿垃圾分类投放,对居民产生的湿垃圾,即厨余垃圾和菜市场的有机垃圾进行生化处理、变废为宝的试点,为配合垃圾分类的推进,设了一座日处理量5吨的有机垃圾生化处理装置,其技术是通过对有机垃圾脱水、粉碎、生物菌发酵、除臭等工艺,把有机垃圾制成有机肥料,真正实现变废为宝。

有机垃圾生化处理工艺流程

试验表明:有机生活垃圾经过4-5天封闭式的粉碎、生物菌发酵和除臭等技术工艺,生化处理后的产出物总量可减少65%以上,且无臭无味,手感细、松、软,是进一步制成商业有机肥料的好材料。

除了对固体有机生活垃圾进行生化处理,对大部分废液我们采用循环利用,少部分废液采用集中收集,对有机肥料未进行粉碎或制成颗粒。

通过试验,我们发现有机生活垃圾经生化处理,具有减量化、无害化、资源化、环保化等优点,具体为:

无害化:从源头上控制污染物;

资源化:把有机废弃物转化成生物有机肥,变废为宝,废油制成生物柴油;减量化:有机生活垃圾通过生化处理总量可减少65%以上;有机物转化成生物有机肥。

环保化:有机生活垃圾生化处理为封闭式处理方式,无臭味、无渗滤液排放,对周边环境无污染。

标准化:从有机垃圾的粉碎开始到生物有机肥制成,不添加任何化学药品或添加剂,实行标准化运行管理;

规格化:源头上处理设备5吨/日。二次发酵车间处理量可不断调整,从日处理5吨、100吨、200吨,步增加。

节约化:节约大量填埋土地,提高生活垃圾焚烧的燃烧值;

专业化:从有机生活垃圾的粉碎到制成生物有机物,有专业化的服务队伍按标准要求操作,做到一条龙优质服务;

产业化:按标准化、集成化的模式,把各城市有机生活垃圾无害化处理、资源化利用,成变废为宝的产业链。

三、生化处理中需要注意的问题

1.抓好生活垃圾分拣关。居民家庭、餐饮企业、菜市场和企事业单位必须将有机垃圾和无机垃圾分类投放,经过人工分拣将有机垃圾统一归类存放,运往生化处理系统处理。

2.抓好肥料盐含量关。由于有机生活垃圾包含厨余垃圾和部分餐厨垃圾,而生化处理后的有机肥料中盐份含量对植物生长发育影响非常大,因此在有机生活垃圾生化处理前必须控制餐饮企业和食堂的餐厨垃圾总量,以控制有机肥料的含盐量。3.抓好渗滤液收集关。有机生活垃圾在脱水分离过程中有污水产生,其废液可以经过油水分离,一部分分离为毛油,可以集中收集处理(加工为生物柴油再利用);另一部分产生废水,必须集中收集统一处理(可以净化生物处理或运往污水厂集中处理),避免废液污染环境。

有机生活垃圾生化处理变废为宝是当今社会低碳生活的重要举措之一,引导千万户家庭和企事业单位共同参与“保护环境、从我做起”的系统工程,政府部门必须支持和帮助企事业单位和市民积极参与生活垃圾分类减量资源利用的活动,为创造绿色家园而共同努力。

有机垃圾发酵处理实验 第7篇

厌氧发酵和高温好氧堆肥工艺相结合在垃圾处理中的应用

结合运城市生活废弃物处理厂运行的经验,阐述了目前我国生活垃圾堆肥处理技术应用的.现状,同时对厌氧发酵和高温好氧堆肥工艺相结合时垃圾进行处理的工艺流程和运行参数进行了总结和分析.

作 者:段杨慧 王增长 DUAN Yang-hui WANG Zeng-zhang 作者单位:太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原,030024刊 名:科技情报开发与经济英文刊名:SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY年,卷(期):19(8)分类号:X705关键词:生活垃圾处理 厌氧发酵工艺 好氧堆肥工艺

有机垃圾发酵处理实验 第8篇

题目:校园餐厨垃圾有机质监测方法探讨

性质:实验、探讨

方案设计:

1.采样

采样地点:学生一食堂、辅助五食堂、宴会厅

采样时间:2012年4月13日星期五19:00-20:30

采样方式:随机混合样

采样数量:每个采样点采样2份作为平行样

2.样品保存

采集的样品装在500ml的聚乙烯广口瓶中,贴好标签,于2—5℃保存于冰箱中。

3.样品预处理

1)实验前将样品瓶盖打开放置于水浴锅中30℃加热5分钟。

2)将加热过的样品用2mm的筛子进行固液分离。液体封存于冰箱中,固体用搅拌机打碎,均摊在培养皿中,放入恒温干燥箱干燥至恒重。

4.实验方案

食品中的有机质主要包括:蛋白质、脂类、糖类,通过测定蛋白质、脂类、糖类的含量,加和计算出有机质的含量。

4.1蛋白质的测定:

1)方法:常量凯氏定氮法

2)原理:

食品与硫酸和催化剂一同加热消化,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用过量硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液测定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即蛋白质含量。

消化:2NH2(CH2)2COOH13H2SO4(NH4)2SO46CO212SO212H2O 蒸馏吸收:(NH4)2SO42NaOH2NH32H2ONa2SO

42NH34H3BO3(NH4)2B2O75H2O

滴定:(NH4)2B2O72HCL5H2ONH4CL4H3BO

33)仪器:

4)试剂:

①CuSO4;②K2SO4;③浓H2SO4;④饱和硼酸溶液;

⑤混合指示剂:1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合;

⑥50%的氢氧化钠溶液;

⑦0.1molL1HCL标准溶液(需用无水碳酸钠标定后使用)。

5)操作步骤:

精密称取1-3g固体样品放入750ml干燥凯氏烧瓶中,加入10g无水硫酸钾、0.5g硫酸铜及25ml浓硫酸,于凯氏烧瓶口放一小漏斗,并将其以45°角斜支于有小孔的石棉网上。用电炉以小火加热,待内容物全部炭化,泡沫停止产生后,加大火力,保持瓶内液体微沸,至液体变蓝绿色透明后再继续加热微沸30min,冷却。冷却后连好蒸馏装置,将蒸馏管下端插入接受瓶的液面以下(瓶内预先加入60ml饱和硼酸溶液及2-3滴混合指示剂)。在凯氏烧瓶中加入50-100ml蒸馏水,玻璃珠数粒,通过安全漏斗加入60-80ml 50%氢氧化钠溶液,至溶液呈蓝黑色为止。

将蒸馏吸收装置连接好,加热蒸馏。待凯氏烧瓶内液体减少至约1/3时,将冷凝管下端提出液面,再蒸馏数分钟,用少量水冲洗冷凝管下端后停止蒸馏。取下接受瓶,用盐酸标准溶液滴定至终点。同时做空白试验(除不加样品外,取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾及硫酸,按同一方法做)。

6)计算:

XVV0c0.01

4mf100

V-样品中消耗盐酸标准液的体积,mL;其中:X-样品中蛋白质含量,g/100g;

mL;molL1;V0-空白消化液消耗盐酸标准液的体积,c-盐酸标准液的浓度,0.014-1/2N2的毫摩尔质量,g(mmol)1;m-称取样品的质量,g; f-氮换算成蛋白质的计算因子。

4.2脂肪的测定:

1)方法:索氏提取法

2)原理:

利用脂肪能溶于有机溶剂乙醚或石油醚,使样品中的脂肪进入溶剂中,提取溶剂中的脂肪后,蒸取溶剂,所得物质即为脂肪。

3)仪器:

①索氏提取器;②恒温干燥箱;③滤纸筒;④水浴锅。

4)试剂:

①无水乙醚(沸程30-60℃);②海砂:粒度0.65-0.85mm,二氧化硅质量分数不低于99%。

5)测定步骤:

样品处理:准确称取干燥并研细的样品2-5g,必要时拌以海砂,无损的移入滤纸筒内。

索氏提取器的清洗:将索式提取器各部位充分洗涤并用蒸馏水清洗烘干。脂

肪烧瓶在103℃±2℃的烘箱内干燥至恒重。

提取:将滤纸筒放入索氏提取器的抽提筒内,连接已干燥至恒重的脂肪烧瓶,安好冷凝管,由冷凝管的上端加入无水乙醚或者石油醚至脂肪烧瓶的2/3体积处,接上冷凝水,在冷凝管上口处轻轻塞入一小团干燥的脱脂棉。将脂肪烧瓶水浴加热(温度65-80℃)使乙醚或者石油醚不断回流提取,一般视含油量高低提取6-12h,至抽提完全为止。回收溶剂、烘干、称重:取下脂肪烧瓶,回收乙醚或石油醚。待烧瓶内仅剩1-2ml时,在水浴上蒸取脂肪烧瓶内全部乙醚,将脂肪烧瓶置于烘箱中在100-105℃干燥2h,取出放入干燥器内冷至室温,称重。再放进烘箱中,在100-105℃干燥30min,取出放入干燥器内冷至室温,称重。重复操作至恒重。

6)计算:

mm2X1100 m

其中:X-样品中粗脂肪的质量分数,%;m2-脂肪烧瓶和脂肪的质量,g;

m1-脂肪烧瓶的质量,g;m-样品的质量,g。

4.3糖类的测定:

4.3.1总糖的测定:

1)方法:

2)原理:

样品经处理除去蛋白质等杂质后,加入盐酸,在加热条件下使蔗糖水解为还原性单糖,以直接滴定法测定水解后样品中的还原糖总量。

3)仪器:

①25ml古氏坩埚或G4垂融坩埚;②真空泵;③滴定管;④水浴锅。

4)试剂:

①6mol/L盐酸溶液;

②5mol/L氢氧化钠溶液:称取20g氢氧化钠加水溶解并稀释至100mL; ③1mol/L氢氧化钠溶液:称取4g氢氧化钠加水溶解并稀释至100mL; ④碱性酒石酸铜甲液:称取15g硫酸铜(CuSO4.5H2O)及0.05g次甲基蓝,溶于

水中并稀释到1000ml。

⑤碱性酒石酸铜乙液:称取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠,溶于水中,再加4g亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至1000ml,贮存于橡皮塞玻璃瓶中。⑥精制石棉:取石棉先用3mol/L盐酸浸泡2-3h,用水洗净,再用10%氢氧化钠浸泡2-3h。倾取溶液,再用碱性酒石酸铜乙液浸泡数小时,用水洗净,再以3mol/L盐酸浸泡数小时,用水洗至不呈酸性。加水振荡,使之成为微细的浆状软纤维,用水浸泡并贮存于玻璃瓶中,即可用于填充古氏坩埚。

⑦甲基红乙醇溶液(0.1%):称取0.1g甲基红,用60%乙醇溶解并定容到100mL。⑧乙酸锌溶液:称取21.9g乙酸锌[Zn(CH3COO)2•2H2O],加3ml冰醋酸,加水溶解

并稀释到100ml。

⑨亚铁氰化钾溶液:称取10.6g亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6.3H20],溶于水中,稀释

至100ml。

5)测定步骤:

样品处理:称取0.5-2g样品,置于100mL容量瓶中,加入50mL水混匀。边摇边

加入5mL乙酸锌溶液及5mL亚铁氰化钾溶液,加水至刻度,混匀。静置30min,用干燥滤纸过滤,弃去初滤液,滤液备用。

样品水解:吸取2份50mL样品处理液,置于100mL锥形瓶,一份加5mL 6molL1盐酸,在68-70℃中水解15min。冷却后加2滴甲基红指示剂,用5molL1氢氧化钠溶液中和至中性,转至容量瓶中,加水定容至100mL,混匀,此液为样品水解液。另一份直接加水稀释至100mL,此液未水解。

样品溶液预测:吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL,置于250mL锥形瓶中,加入10mL水,加玻璃珠3粒,加热使其在2min内至沸,准确沸腾30min,趁热以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液,滴定时要保持溶液呈沸腾状态。待溶液蓝色变浅时,以每秒1滴的速度滴定,直至溶液蓝色刚好褪去,出现亮黄色为终点。如果样品颜色较深,滴定终点则为蓝色褪去出现明亮颜色(如红色),记录样品溶液消耗体积。

样品溶液测定:吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL,置于250mL锥形瓶中,加入10mL水,加玻璃珠3粒,加热使其在2min内至沸,准确沸腾30min,快速从滴定管中加入比预测时样品溶液消耗总体积少1mL的样品溶液,然后趁热以每2秒1滴的速度滴加样液,直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录样品消耗样品溶液总体积。同法平行操作3份,取平均值。

6)计算:

XF100 2m1000V1100

其中:X-样品中总糖含量(以转化糖计),%;F-10mL碱性酒石酸钾铜溶液相当的转化糖质量,mg;V1-样品处理液总体积,mL;V2-测定时消耗样品水解液体积,mL;m-样品质量,g。

4.3.2淀粉的测定:

1)方法:酸水解法

2)原理:样品经除去脂肪和可溶性糖类后,其中的淀粉用酸水解成具有还原性的单糖,然后按还原糖测定,并折算成淀粉。

3)试剂:

①乙醚;

②乙醇溶液(85%);

③HCl溶液(6mol/L);

④NaOH溶液:(10mol/L);

⑤甲基红指示剂(2gL1):称取2g甲基红,用乙醇溶解稀释至100ml; ⑥精密pH试纸;

⑦20%中性醋酸铅溶液。

⑧10%硫酸钠溶液。

⑧NaOH溶液:(2.5mol/L)。

4)仪器:

①回流冷凝管

②水浴锅

③高速组织捣碎机

④回流装置

5)测定步骤:

样品处理:把干燥磨细的样品称取2-5g,过40目筛的样品,置于铺有慢速滤纸的漏斗中,用30mL乙醚分3次洗去样品中的脂肪,再用150mL 85%的乙醇分数次洗涤残渣以除去可溶性糖类。以100mL水把漏斗中残渣全部转移至250mL锥形瓶。

水解:于上述250mL锥形瓶中加入30mL盐酸,装上冷凝管,置沸水浴中回流2h,回流完毕,立即用流动水冷却。待样品水解液冷却后,加入2滴甲基红,先用40%氢氧化钠调到黄色,再用6mol/L盐酸调到刚好变为红色,再用10%氢氧化钠调到红色刚好褪去。若水解液颜色较深,可用精密pH试纸测试,使样品水解液的pH约为7。然后加入20mL 20%乙酸铅,摇匀后放置10min,以便使蛋白质、果胶等杂质沉淀。再加入20mL 10%硫酸钠溶液,以除去过多的铅,摇匀后用水转移至500mL容量瓶中,加水定容,过滤,弃去初滤液,收集滤液供测定用。空白试验:取100mL水和30mL 6mol/L盐酸于锥形瓶中,按上述方法操作,得试剂空白液。

样品溶液预测:吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL,置于250mL锥形瓶中,加入10mL水,加玻璃珠3粒,加热使其在2min内至沸,准确沸腾30min,趁热以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液,滴定时要保持溶液呈沸腾状态。待溶液蓝色变浅时,以每秒1滴的速度滴定,直至溶液蓝色刚好褪去,出现亮黄色为终点。如果样品颜色较深,滴定终点则为蓝色褪去出现明亮颜色(如红色),记录样品溶液消耗体积。

样品溶液测定:吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL,置于250mL锥形瓶中,加入10mL水,加玻璃珠3粒,加热使其在2min内至沸,准确沸腾30min,快速从滴定管中加入比预测时样品溶液消耗总体积少1mL的样品溶液,然后趁热以每2秒1滴的速度滴加样液,直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录样品消耗样品溶液总体积。同法平行操作3份,取平均值。

6)计算:

XF5000.911()100 m1000VV0

式中:X—样品中淀粉含量,%;

F-10ml碱性酒石酸铜相当的葡糖糖量,mg;

V-滴定时样品水解液消耗量,ml;

V0-滴定时空白溶液消耗量,ml;

500-样品水解液总体积,ml;

0.9-还原糖换算为淀粉的系数。

4.3.3纤维素的测定:

1)方法:酸碱处理法

2)原理:

在酸的作用下,样品中的糖、淀粉、果胶等物质经水解而除去,再用热碱处理,使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙醚除去单宁、色素及残余的脂肪,所得的残渣即为粗纤维,如其中含有无机物质,可经灰化后扣除。

3)仪器:

①回流装置。

②G2垂融坩埚,G2垂融漏斗。

4)试剂:

①1.25%硫酸;

②1.25%氢氧化钾;

③乙醇;

④乙醚。

5)测定方法:

①样品处理:取样品1-2g,加入20mL乙醚(沸程30-60℃),搅匀后放置,倾出上层清液。重复上述操作2-3次,风干后测定。

②酸处理:取样品5.0g,置于500mI锥形瓶中,加入200mL煮沸的1.25%硫酸,装上回流装置,加热使之微沸,回流30min,每隔5min摇动锥形瓶一次,以充分混合瓶内物质,取下锥形瓶,立即用亚麻布过滤,用热水洗涤至洗液不呈酸性(以甲基红为指示剂)。

③碱处理:用200ml煮沸的1.25%氢氧化钾溶液将亚麻布上的存留物洗入原锥形瓶中,加热至沸,回流30min。取下锥形瓶,立即用亚麻布过滤,以沸水洗至洗液不呈碱性(酚酞为指示剂)。

④干燥:用水把亚麻布上的残留物洗入100ml烧杯中,然后转移到已干燥至恒重的G2垂融坩埚或G2垂融漏斗中,抽滤,用热水充分洗涤后、抽干,再依次用乙

醇、乙醚洗涤一次,用量约为20ml。将坩埚和内容物在105℃烘箱中烘干至恒重,即得残余物。

6)计算:

GX100 m

式中:X-样品中粗纤维(酸碱处理法)的质量分数,%;

G-残余物的质量(或经高温灼烧后损失的质量),g;

垃圾渗滤液预处理实验研究 第9篇

垃圾渗滤液预处理实验研究

在总结以往研究成果的基础上,选用絮凝沉淀和沙滤方法对垃圾渗滤液进行预处理,实验得出了各自最佳的处理条件,并提出了一个成本低效果好的处理方案.

作 者:唐崇杰 金腊华 黄报远 TANG Chong-jie JIN La-hua HUANG Bao-yuan 作者单位:暨南大学环境工程系,广州,510632刊 名:环境科学与技术 ISTIC PKU英文刊名:ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY年,卷(期):28(2)分类号:X705关键词:垃圾渗滤液预处理 絮凝沉淀 沙滤

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