城市有機生活垃圾處理新技術及應用

第1章緒論1
1.1我國生活垃圾產(chǎn)生特點及其危害1
1.2我國生活垃圾收運及處理現(xiàn)狀2
1.2.1生活垃圾收運現(xiàn)狀2
1.2.2衛(wèi)生填埋3
1.2.3焚燒4
1.2.4其他處理方法6
1.3有機垃圾厭氧消化產(chǎn)甲烷技術7
1.3.1厭氧消化技術發(fā)展及其優(yōu)勢7
1.3.2厭氧產(chǎn)甲烷“三階段”理論8
1.3.3有機廢棄物厭氧處理研究和應用現(xiàn)狀簡述9
1.3.4厭氧產(chǎn)酸發(fā)酵類型10
1.3.5對厭氧產(chǎn)甲烷過程的抑制因素11
1.3.6預處理工藝在厭氧消化中的應用12
1.3.7厭氧消化反應過程中微生物代謝特征研究現(xiàn)狀14
1.4分子生物學技術在分析厭氧反應中微生物群落特征中的應用16
1.4.1FISH技術16
1.4.2DGGE技術17
1.4.3高通量測序技術17
1.4.4實時熒光定量PCR技術18

第2章高壓擠壓預處理對生活垃圾的提質(zhì)效應20
2.1基于高壓擠壓預處理的一體化處理工藝20
2.2高壓擠壓預處理對混合生活垃圾提質(zhì)的原理21
2.2.1生活垃圾中典型組分的破壞強度和延展性21
2.2.2高壓擠壓設備構造及其工作原理22
2.3試驗材料與方法23
2.3.1試驗物料特性表征方法23
2.3.2物料產(chǎn)甲烷潛能測定和發(fā)酵液理化性質(zhì)表征方法24
2.4預處理壓力對混合生活垃圾干、濕組分分離和提質(zhì)作用26
2.4.1預處理壓力對干、濕組分理化參數(shù)的影響26
2.4.2預處理壓力對濕組分中不同營養(yǎng)成分組成的影響27
2.5預處理壓力對濕組分有機質(zhì)溶出的影響28
2.6預處理壓力對濕組分厭氧水解產(chǎn)酸過程的影響29
2.6.1預處理壓力對水解產(chǎn)酸過程pH值和SCOD變化的影響29
2.6.2預處理壓力對水解產(chǎn)酸過程VFAs形成的影響30
2.7預處理壓力對濕組分產(chǎn)甲烷潛能的影響33

第3章大型高壓擠壓預處理裝備研發(fā)及其工程應用35
3.1大型高壓擠壓裝備關鍵技術35
3.2高壓擠壓裝備對實際混合垃圾的分質(zhì)效果38
3.3實際生活垃圾高壓擠壓預處理后的產(chǎn)沼性能40
3.4大型高壓擠壓預處理裝備的實際應用案例41
3.4.1貴陽項目42
3.4.2湖州項目42
3.4.3北京豐臺項目43

第4章“干濕分離+分質(zhì)處理”工藝的綜合環(huán)境效應評估45
4.1研究對象與方法45
4.2不同生活垃圾處理場景的建立47
4.3不同情景綜合環(huán)境效應評估48
4.3.1能源消耗與產(chǎn)出48
4.3.2溫室氣體減排效應49
4.3.3資源回收51
4.3.4垃圾減量效果51
4.3.5污染物減排效果51
4.4不同情景綜合環(huán)境效應對比52
4.5不同因素對生活垃圾處理效果的敏感性分析53
4.5.1生活垃圾中廚余組分的影響53
4.5.2高壓擠壓預處理效率的影響54
4.5.3干組分焚燒發(fā)電效率的影響55
4.5.4濕組分厭氧處理效率的影響56

第5章零價鐵在有機生活垃圾厭氧消化中的作用57
5.1零價鐵技術57
5.1.1零價鐵在環(huán)境污染控制中的應用57
5.1.2零價鐵在厭氧體系中作用機制58
5.1.3零價鐵對厭氧反應器運行性能的提升60
5.2試驗材料與方法62
5.2.1試驗物料與零價鐵類型62
5.2.2研究用批式反應器簡介63
5.2.3主要分析方法64
5.3零價鐵對高負荷厭氧消化中“過酸化”現(xiàn)象的調(diào)控64
5.3.1“過酸化”現(xiàn)象的產(chǎn)生、危害及現(xiàn)有應對措施64
5.3.2零價鐵不同形態(tài)和投加量對“過酸化”現(xiàn)象的控制作用66
5.3.3不同含固率條件下零價鐵對反應體系酸化的控制69
5.4零價鐵對高負荷厭氧消化全過程中物質(zhì)代謝的影響73
5.4.1試驗方案設計73
5.4.2不同類型厭氧消化反應器產(chǎn)氣特征分析74
5.4.3有機生活垃圾不同反應階段發(fā)酵液性質(zhì)分析76
5.4.4零價鐵對高負荷厭氧反應中VFAs組分演變的影響78
5.5零價鐵對嚴重酸化反應器甲烷化過程的恢復81
5.5.1零價鐵對“過酸化”現(xiàn)象的消除81
5.5.2零價鐵粉和鐵屑對VFAs組分演變的影響83
5.6零價鐵在有機生活垃圾高負荷厭氧體系中作用機制初探84

第6章零價鐵對厭氧反應器中微生物代謝途徑的調(diào)控機制86
6.1微生物群落多樣性分析及特定微生物定量分析方法86
6.1.1樣品中微生物群落分析方法86
6.1.2微生物群落結構多樣性分析方法88
6.1.3反應體系中特定微生物的qPCR定量分析88
6.2厭氧反應器微生物樣品取樣階段的確定90
6.3零價鐵對反應器中細菌群落結構演替的影響91
6.3.1測序原始數(shù)據(jù)質(zhì)量評估91
6.3.2細菌群落結構組成91
6.3.3細菌群落α多樣性分析94
6.3.4細菌群落β多樣性分析97
6.4零價鐵對反應器中古菌群落結構演替的影響98
6.4.1古菌中產(chǎn)甲烷菌群豐度的變化98
6.4.2古菌、產(chǎn)甲烷菌和mcrA功能基因在樣本中的絕對數(shù)量101
6.4.3古菌群落α多樣性分析105
6.4.4古菌群落β多樣性分析106
6.5微生物與環(huán)境因子間的典型相關性分析110
6.6零價鐵對微生物群落的調(diào)控及其對反應器運行性能的反饋機制111

第7章零價鐵對城市有機生活垃圾處理穩(wěn)定性的提升114
7.1序批式反應器設計與運行114
7.1.1厭氧消化試驗裝置114
7.1.2試驗采用測試分析手段115
7.1.3試驗方案設計116
7.2零價鐵對非穩(wěn)定工況下反應器運行穩(wěn)定性的提升116
7.2.1零價鐵對序批式反應器產(chǎn)氣的影響116
7.2.2零價鐵提升序批式反應器抗沖擊負荷能力的效果118
7.2.3投加零價鐵對厭氧產(chǎn)甲烷過程碳有效轉(zhuǎn)化率的影響121
7.2.4零價鐵對反應器高負荷條件下重新啟動過程的穩(wěn)定作用123
7.3厭氧反應器連續(xù)運行時的“泡沫累積”和“物料膨脹”現(xiàn)象124
7.4目前零價鐵投加存在問題及對其投加方式的優(yōu)化127

第8章常用有機生活垃圾處理新工藝及應用131
8.1三段式填埋工藝介紹131
8.1.1有機垃圾好氧改性預處理技術131
8.1.2原位好氧加速穩(wěn)定化技術132
8.1.3三段式填埋工藝特點133
8.1.4三段式填埋工藝的綜合環(huán)境效應評估135
8.2有機生活垃圾快速肥料化工藝135
8.3有機生活垃圾飼料化工藝137
8.4有機生活垃圾生物干化工藝139
8.5水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾工藝140

參考文獻142