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湿热预处理对北京市典型餐厨垃圾生物制氢潜力的影响

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贾璇, 王勇, 任连海, 李彤, 李迎新, 赵敏. 湿热预处理对北京市典型餐厨垃圾生物制氢潜力的影响[J]. 环境工程学报, 2017, 11(11): 6034-6040. doi: 10.12030/j.cjee.201608212
引用本文: 贾璇, 王勇, 任连海, 李彤, 李迎新, 赵敏. 湿热预处理对北京市典型餐厨垃圾生物制氢潜力的影响[J]. 环境工程学报, 2017, 11(11): 6034-6040. doi: 10.12030/j.cjee.201608212
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JIA Xuan, WANG Yong, REN Lianhai, LI Tong, LI Yingxin, ZHAO Min. Impact of hydrothermal pre-treatmentfrom typical kitchen waste in Beijing on biohydrogen production potential[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2017, 11(11): 6034-6040. doi: 10.12030/j.cjee.201608212
Citation: JIA Xuan, WANG Yong, REN Lianhai, LI Tong, LI Yingxin, ZHAO Min. Impact of hydrothermal pre-treatmentfrom typical kitchen waste in Beijing on biohydrogen production potential[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2017, 11(11): 6034-6040. doi: 10.12030/j.cjee.201608212
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湿热预处理对北京市典型餐厨垃圾生物制氢潜力的影响

  • 1.

    北京工商大学食品学院, 北京 100048

  • 2.

    京都(锡林郭勒)发电有限公司, 锡林浩特 026000

  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目（21406213）

  • 中图分类号: X705

Impact of hydrothermal pre-treatmentfrom typical kitchen waste in Beijing on biohydrogen production potential

  • 1.

    School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China

  • 2.

    Jing Du(Xilingol League) Power Generation Company, Xilin Hot 026000, China

  • Fund Project:

  • 摘要: 采用北京市2种典型餐厨垃圾，研究不同湿热预处理温度（40、80、120和160℃）和时间（30、60、90和120 min）对2种典型餐厨垃圾理化性能的影响。在此基础上，阐明餐厨垃圾厌氧产氢潜力。结果表明，湿热预处理温度、时间对餐厨垃圾可浮油脱出量具有显著影响，ρ（SCOD）、ρ（TOC）与VS/TS呈负相关。餐厨垃圾处理厂的厨余垃圾经120℃湿热预处理30 min后，可浮油脱出量最大达17 mL·kg-1，ρ（SCOD）、ρ（TOC）分别为150.99、57.91 g·L-1；食堂的餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min后效果最佳，可浮油脱出量最高达99 mL·kg-1，ρ（SCOD）、ρ（TOC）分别为120.69、62.58 g·L-1。餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min，在中温（35±1℃）、高温（55±1℃）厌氧制氢，高温比产氢率和最大产氢速率分别可达40.58 mL·g-1 VS、29.20 mL·h-1，与未经预处理组比提高0.78、2.02倍，中温产氢启动时间缩短1倍以上。可见，湿热预处理能显著改善餐厨垃圾理化性质，提高微生物的底物利用效率，提高餐厨垃圾厌氧制氢量及产氢效率。
    Abstract: The influence of the physicochemical properties of kitchen waste and anaerobic fermentation on hydrogen production potential after different hydrothermal pre-treatments was investigated. Two typical kitchen wastes that are common in Beijing were analyzed under different temperatures (40,80,120 and 160℃) and heating intervals (30,60,90 and 120 min). The results showed that the content of floatable oil was significantly affected by temperature and the time of the hydrothermal pre-treatment. The levels of SCOD and TOC changes were negatively correlated with VS/TS. The kitchen waste degree of floatable oil, SCOD, and TOC at the hydrothermal conditions of 120℃ and 30 min of treatment were 17 mL·kg-1, 150.99 g·L-1, and 57.91 g·L-1, respectively. The kitchen waste degree of floatable oil, SCOD, and TOC at the hydrothermal conditions of 160℃ and 30 min of treatment were 99 mL·kg-1, 120.69 g·L-1, and 62.58 g·L-1, respectively. At 160℃ for 30 min, under mesophilic and thermophilic conditions, the rates of hydrogen production and maximum hydrogen production were 40.58 mL·g-1 VS and 29.20 mL·h-1 which were 0.78 and 2.02 times higher than the control sample, respectively. The start-up time reduced by more than one time compared with the control under mesophilic conditions. The solubility and bioavailability of organic wastes can be enhanced using a modest hydrothermal pretreatment system that improves the hydrogen production yield and efficiency.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-26
  • 刊出日期:  2017-11-15

湿热预处理对北京市典型餐厨垃圾生物制氢潜力的影响

  • 1. 北京工商大学食品学院, 北京 100048
  • 2. 京都(锡林郭勒)发电有限公司, 锡林浩特 026000
  • 收稿日期:  2016-12-26
基金项目:

国家自然科学基金资助项目（21406213）

摘要: 采用北京市2种典型餐厨垃圾，研究不同湿热预处理温度（40、80、120和160℃）和时间（30、60、90和120 min）对2种典型餐厨垃圾理化性能的影响。在此基础上，阐明餐厨垃圾厌氧产氢潜力。结果表明，湿热预处理温度、时间对餐厨垃圾可浮油脱出量具有显著影响，ρ（SCOD）、ρ（TOC）与VS/TS呈负相关。餐厨垃圾处理厂的厨余垃圾经120℃湿热预处理30 min后，可浮油脱出量最大达17 mL·kg-1，ρ（SCOD）、ρ（TOC）分别为150.99、57.91 g·L-1；食堂的餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min后效果最佳，可浮油脱出量最高达99 mL·kg-1，ρ（SCOD）、ρ（TOC）分别为120.69、62.58 g·L-1。餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min，在中温（35±1℃）、高温（55±1℃）厌氧制氢，高温比产氢率和最大产氢速率分别可达40.58 mL·g-1 VS、29.20 mL·h-1，与未经预处理组比提高0.78、2.02倍，中温产氢启动时间缩短1倍以上。可见，湿热预处理能显著改善餐厨垃圾理化性质，提高微生物的底物利用效率，提高餐厨垃圾厌氧制氢量及产氢效率。

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