典型有机固体废弃物资源化利用技术

　　本书针对典型生活源和工业源中的餐厨垃圾、市政污泥、酒糟以及中药渣等易腐有机固体废弃物，结合国内外研究现状及著作团队在相关领域新的科研成果，介绍了这些典型有机固体废弃物的资源化及高值化利用技术。 本书具有较强的技术性和针对性，可供从事固体废弃物处理处置等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程、生物工程及相关专业师生参阅。

　　王攀，北京工商大学，副教授，王攀，工学博士、博士后，毕业于清华大学环境学院，现为北京工商大学生态环境学院教授，博士生导师。兼任中国城市环境卫生协会餐厨垃圾专业委员会主任委员，国家住建部环卫标准专家技术委员会委员，住建部科学技术委员会城市环境卫生专业委员会委员，中国国际咨询工程公司资源与环境领域第二届专家技术委员会委员，第七届农业部肥料登记评审委员会专家委员，中国环境科学学会固废分会专家委员，北京市土壤修复评审委员会委员，北京市市容环境卫生协会顾问。长期从事有机固体废物资源化处理技术和政策研究，参与国内多项餐厨垃圾、厨余垃圾和地沟油的处理处置工程，现场经验丰富。主持国家自然基金、科技支撑等国家、省部级项目20余项，主持编写国家标准2项，出版学术著作6部，发表论文80余篇。

第1章绪论1
1.1典型有机固体废弃物基本概况1
1.1.1餐厨垃圾4
1.1.2市政污泥5
1.1.3酒糟6
1.1.4中药渣6
1.2典型有机固体废弃物的环境危害7
1.2.1侵占土地资源7
1.2.2污染水体环境7
1.2.3污染大气环境8
1.2.4污染土壤环境8
1.2.5影响人类健康和环境卫生8
1.3典型有机固体废弃物资源化利用途径8
1.3.1餐厨垃圾的资源化利用8
1.3.2污泥的处理利用11
1.3.3酒糟的处理处置13
1.3.4中药渣处理技术14
参考文献16

第2章餐厨垃圾厌氧发酵技术18
2.1概述18
2.1.1餐厨垃圾的定义18
2.1.2餐厨垃圾的特征及危害18
2.1.3餐厨垃圾的主要处理技术及发展19
2.2厌氧发酵技术的基本原理22
2.2.1三阶段厌氧发酵理论22
2.2.2四阶段厌氧发酵理论22
2.3厌氧消化影响因素23
2.4餐厨垃圾干式厌氧发酵条件优化25
2.4.1接种率对餐厨垃圾干式厌氧消化的影响25
2.4.2含固率对餐厨垃圾干式厌氧消化的影响28
2.4.3含油率对餐厨垃圾干式厌氧消化的影响30
2.4.4含盐量对餐厨垃圾干式厌氧消化的影响35
2.4.5水解酸化对餐厨垃圾干式厌氧消化的影响39
2.5餐厨垃圾湿热预处理技术42
2.5.1湿热预处理对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响43
2.5.2湿热处理时间对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响47
2.6添加剂强化餐厨垃圾干式厌氧发酵技术51
2.6.1活性炭对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响51
2.6.2营养液对餐厨垃圾高温干式厌氧消化的影响53
2.6.3改性贝壳粉投加量对厌氧发酵特性的影响55
2.7厨余垃圾与餐厨垃圾混合干式厌氧发酵技术61
2.7.1不同配比对干式厌氧产甲烷的影响61
2.7.2不同配比对NH+4-N的影响63
2.8餐厨废弃物厌氧发酵的案例介绍64
2.8.1餐厨废弃物厌氧发酵的典型工艺64
2.8.2沼气综合利用案例——商业化运行模式66
参考文献68

第3章利用餐厨垃圾生产PHA技术70
3.1概述70
3.1.1PHA的概念、性质与优势70
3.1.2PHA在工业领域的发展71
3.1.3利用餐厨垃圾合成PHA的优势72
3.2发酵法合成PHA的基本途径与原理73
3.2.1餐厨垃圾厌氧发酵产VFA（短链脂肪酸）73
3.2.2微生物利用VFA进一步合成PHA73
3.3利用餐厨垃圾水解酸化液合成PHA技术74
3.3.1不同发酵条件对PHA合成的影响74
3.3.2VFA种类对耐盐菌合成PHA的影响及动力学研究78
3.3.3PHA合成的代谢组学机理研究86
3.4利用餐厨废油合成PHA技术91
3.4.1发酵条件研究92
3.4.2代谢物分析104
3.5混合菌群合成PHA的主要工艺111
3.5.1工艺整体布局111
3.5.2由EBPR衍生的产PHA菌富集工艺112
3.5.3好氧瞬时补料（ADF）工艺112
参考文献113

第4章污泥处理技术115
4.1概述115
4.1.1污泥好氧发酵概述115
4.1.2污泥焚烧技术117
4.1.3污泥厌氧发酵技术120
4.2污泥厌氧消化条件优化123
4.2.1不同工艺条件对污泥厌氧消化的影响123
4.2.2污泥厌氧消化过程中微生物群落结构分析136
4.3污泥厌氧消化过程中抗生素抗性基因控制研究143
4.3.1不同碳材料对污泥干式厌氧消化过程中ARGs的影响143
4.3.2不同碳材料对污泥湿式厌氧消化过程中ARGs的影响146
4.4污泥厌氧发酵的案例介绍147
参考文献148

第5章酒糟资源化利用技术150
5.1概述150
5.1.1白酒酒糟的产生和影响150
5.1.2生物质资源的利用状况150
5.2白酒酒糟的利用现状151
5.2.1利用白酒酒糟生产有机肥151
5.2.2利用白酒酒糟生产饲料151
5.2.3利用白酒酒糟生产食用菌152
5.2.4利用白酒酒糟生产食醋152
5.3生物干化技术研究概况152
5.3.1生物干化的来源152
5.3.2生物干化的影响因素153
5.4生物质热解技术应用研究153
5.4.1生物质废弃物的热化学转化153
5.4.2影响热解行为的因素155
5.5白酒酒糟生物干化预处理技术156
5.5.1嗜热菌的分离与筛选156
5.5.2嗜热菌细胞形态与菌落形态的观察157
5.5.3嗜热菌的生长与鉴定157
5.5.4嗜热菌对白酒酒糟生物干化特性的影响158
5.5.5微生物群落变化与基因功能分析166
5.6白酒酒糟热解制气技术169
5.6.1热解方案169
5.6.2白酒酒糟热解状况分析171
5.6.3回归模型和方差分析173
5.6.4响应面及条件优化分析174
参考文献181

第6章中药渣资源化利用技术184
6.1中药渣废弃物概况184
6.1.1来源184
6.1.2中药渣的组成184
6.1.3环境危害184
6.1.4利用途径185
6.2中药渣处理技术研究现状187
6.2.1热解技术187
6.2.2水解技术187
6.2.3焚烧技术187
6.2.4堆肥技术189
6.2.5汽爆技术189
6.2.6微生物转化技术190
6.2.7固态发酵技术190
6.3中药渣理化性质（丹参药渣）190
6.3.1丹参理化性质191
6.3.2元素分析和热值测定191
6.3.3丹参药渣工业分析192
6.3.4丹参药渣中重金属含量分析192
6.4中药渣热解技术192
6.4.1药渣热解特性193
6.4.2药渣热解动力学参数195
6.4.3热解条件及催化剂对热解产物产率的影响200
6.5中药渣水解制取化学平台化合物技术212
6.5.1实验参数对水解产物的影响212
6.5.2中药渣水解机理221
6.6中药渣资源化技术的综合效益评价（案例分析）228
6.6.1热解技术效益评价228
6.6.2水解技术效益评价231
6.6.3焚烧技术效益评价233
6.6.4建立评价指标235
6.6.5指标权重的确定237
6.6.6模糊数学评价241
参考文献246

第7章典型有机固体废弃物资源化技术研究展望248
7.1超高温好氧发酵技术248
7.1.1超高温好氧发酵技术原理、工艺248
7.1.2极端嗜热微生物菌剂249
7.1.3促进堆肥快速腐殖化机制249
7.1.4超高温堆肥促进污染物高效去除与控制机制250
7.2通过固态发酵（SSF）获得的酶进行酶促预处理251
7.3利用快速焦耳加热法制取石墨烯252
7.3.1快速焦耳加热（FJH）系统252
7.3.2原料对石墨烯生产的影响253
7.3.3石墨烯产品的特性253
7.3.4快速焦耳加热工艺优化254
7.4利用黑水虻转化有机废弃物技术254
7.4.1利用黑水虻生产有机肥254
7.4.2利用黑水虻制取蛋白饲料255
7.4.3利用黑水虻制取昆虫抗菌肽255
7.5等离子体熔融处置技术256
7.5.1等离子气化熔融处置系统256
7.5.2关键技术问题256
参考文献257

附录餐厨垃圾处理技术规范（CJJ 184—2012）259