徐得天;石惠娴;裴晓梅;孟祥真;朱洪光;

• 1:同济大学新农村发展研究院同济大学国家设施农业工程技术研究中心
• 2:同济大学建筑与城市规划学院

摘要(Abstract)：

针对植物工厂生物质废弃物的特点,在总结已有文献的基础上,参考传统预处理和厌氧发酵系统常用工艺,制订了植物工厂废弃物厌氧消化循环利用系统,创造性地将单乙醇胺法脱硫用于沼气脱硫上,对系统进行了完善。从该系统主要组成部分包括预处理系统、厌氧消化系统、沼气净化系统、沼气、沼液和沼渣(三沼)利用等方面,从植物工厂生物质废弃物厌氧消化循环利用的角度,对其进行了可行性分析。结果表明:植物工厂生物质废弃物厌氧消化循环利用三沼可行,但受植物工厂规模的限制,不同规模的植物工厂生物质厌氧消化沼气产量不同,小型植物工厂废弃物厌氧发酵后沼气不适合用于供热、发电,仅适合小规模使用(如沼气灯、沼气灶等),大型植物工厂废弃物厌氧发酵产生的沼气可以用于供热和发电。

关键词(KeyWords)： 厌氧消化;沼气;脱硫;沼液;沼渣;循环利用

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2013AA103006-02)

作者(Author): 徐得天;石惠娴;裴晓梅;孟祥真;朱洪光;

Email:

DOI:

参考文献(References)：

• [1]DONG C,SHAO L Z,FU Y M,et al.Evaluation of wheat growth,morphological characteristics,biomass yield and quality in Lunar Palace-1,plant factory,green house and field systems[J].Acta astronautica,2015,111:102-109.
• [2]VIITEZ E R,MOSQUERA J,GHOSH S.Kinetics of accelerated solidstate fermentation of organ-rich municipal solid waste[J].Water science and technology,2000,41(3):231-238.
• [3]孙健,罗文邃,汪洋.园林植物废弃物资源化利用现状与展望[C]//2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷).北京:中国环境科学出版社,2013.
• [4]王远远.蔬菜废弃物沼气发酵工艺条件及沼气发酵残余物综合利用技术的研究[D].上海:上海交通大学,2008.
• [5]倪文清.园林绿化废弃物处理的现状及政策分析[J].现代园艺,2014(24):161.
• [6]JIANG Y,HEAVEN S,BANKS C J.Strategies for stable anaerobic digestion of vegetable waste[J].Renewable energy,2012,44(4):206-214.
• [7]张丽颖,姜永海,邓舟,等.城市生物质废物厌氧消化处理可行性分析[J].环境科学与技术,2010,33(5):143-146,150.
• [8]宫亚斌.沼液利用及处理方法[J].陕西农业科学,2014,60(6):40-42.
• [9]吕子文,方海兰,黄彩娣.美国园林废弃物的处置及对我国的启示[J].中国园林,2007,23(8):90-94.
• [10]宫明军.园林绿化废弃物收集点的选址规划:以上海市静安区为例[J].中国城市林业,2014,12(3):50-52.
• [11]方海兰,吕子文,杨意,等.绿化植物废弃物处置技术规范[J].园林,2012(2):38-41.
• [12]黄彩娣,陆觉民,李桥,等.园林废弃物循环利用(一):处置生产技术的研究[J].园林,2010(9):48-50.
• [13]RODRIGUE Z C,ALASWAD A,MOONEY J,et al.Pre-treatment techniques used for anaerobic digestion of algae[J].Fuel processing technology,2015(138):765-779.
• [14]HASSANA M,DING W M,BI J H,et al.Methane enhancement through oxidative cleavage and alkali solubilization pre-treatments for corn stover with anaerobic activated sludge[J].Bioresource technology,2016,200(3):405-412.
• [15]陈广银,马慧娟,常志州,等.堆肥预处理温度控制促进麦秸厌氧发酵产沼气[J].农业工程学报,2013,29(23):179-185.
• [16]丁万文,蒋明,臧廷亮.堆肥预处理对园林废弃物厌氧消化的影响[J].农家科技,2014(10):143-144.
• [17]赵光.两段式厌氧工艺产甲烷发酵特性及微生物生态调控机制研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.
• [18]MARIA F D,SORDI A,CIRULLI G,et al.Amount of energy recoverable from an existing sludge digester with the co-digestion with fruit and vegetable waste at reduced retention time[J].Applied energy,2015(150):9-14.
• [19]刘荣厚,王远远,孙辰.温度对蔬菜废弃物沼气发酵产气特性的影响[J].农业机械学报,2009,40(9):116-121.
• [20]NGES I A,BJRNSSON L.High methane yields and stable operation during anaerobic digestion of nutrient-supplemented energy crop mixtures[J].Biomass and Bioenergy,2012,47(6):62-70.
• [21]BOUALLAGUI H,LAHDHEB H,ROMDAN E B,et al.Improvement of fruit and vegetable waste anaerobic digestion performance and stability with co-substrates addition[J].Journal of environmental management,2009,90(5):1844-1849.
• [22]刘荣厚,王远远,孙辰,等.蔬菜废弃物厌氧发酵制取沼气的试验研究[J].农业工程学报,2008,24(4):209-213.
• [23]WANG L,SHEN F,YUAN H R,et al.Anaerobic co-digestion of kitchen waste and fruit/vegetable waste:Lab-scale and pilot-scale studies[J].Waste management,2014,34:2627-2633.
• [24]李科.果蔬垃圾分类厌氧发酵产沼气[J].中国沼气2015,33(1):33-35
• [25]李刚,杨立中,欧阳峰.厌氧消化过程控制因素及p H和Eh的影响分析[J].西南交通大学学报,2001,36(5):518-521.
• [26]潘锋,浦定艳,王连军.肠衣废水的厌氧生物处理[J].中国沼气,2006,24(4):9-12.
• [27]张波,史红钻,张丽丽,等.p H对厨余废物两相厌氧消化中水解和酸化过程的影响[J].环境科学学报,2005,25(5):665-669.
• [28]刘存芳,袁兴中,曾光明,等.城市有机垃圾间歇厌氧消化p H控制动力学研究[J].环境科学,2006,27(8):1687-1691.
• [29]张波,蔡伟民,何品晶.p H调节方法对厨余垃圾两相厌氧消化中水解和酸化过程的影响[J].环境科学学报,2006,26(1):45-49.
• [30]SCANO E A,ASQUER C,PISTIS A,et al.Biogas from anaerobic digestion of fruit and vegetable wastes:Experimental results on pilot-scale and preliminary performance evaluation of a full-scale power plant[J].Energy conversion and management,2014,77(1):22-30.
• [31]韩雪,常瑞雪,杜鹏祥,等.不同蔬菜种类的产废比例及性状分析[J].农业资源与环境学报,2015,32(4):377-382.
• [32]刘松毅,李伟,李文进,等.厌氧发酵生物技术处理果蔬废弃物分析及展望:基于北京新发地农产品批发市场的调查[J].农业展望,2013,9(10):58-61.
• [33]张鹏飞,冯宝兴.单乙醇胺法煤气脱硫生产实践[J].燃料与化工,2014,45(1):41-43.
• [34]要步轩,刘永华.单乙醇胺脱硫与含硫酸性气体催化转化制酸工艺的组合[J].燃料与化工,2009,40(3):47-49.
• [35]MOLINUEVO-SALCES B,GONZALEZ-FERNNDEZ C,GMEZ X,et al.Vegetable processing wastes addition to improve swine manure anaerobic digestion:Evaluation in terms of methane yield and SEM characterization[J].Applied energy,2012,91(1):36-42.
• [36]葛振,魏源送,刘建伟,等.沼渣特性及其资源化利用探究[J].中国沼气,2014,32(3):74-82.
• [37]PIVATO A,VANIN S,RAGA R,et al.Use of digestate from a decentralized on-farm biogas plant as fertilizer in soils:An ecotoxicological study for future indicators in risk and life cycle assessment[J].Waste management,2016,49:378-389.
• [38]KOSZELA M,LORENCOWICZ E.Agricultural use of biogas digestate as a replacement fertilizers[J].Agriculture and agricultural science procedia,2015,7:119-124.
• [39]韩敏,刘克锋,高程达.沼液无害化处理和资源化利用文献综述[C]//2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷).北京:中国环境科学出版社,2013:3658-3671.
• [40]ALBURQUERQUEA J A,DE LA FUENTEA C,CAMPOY M,et al.Agricultural use of digestate for horticultural crop production and improvement of soil properties[J].European journal of agronomy,2012,43(11):119-128.
• [41]张国治,吴少斌,王焕玲,等.大中型沼气工程沼渣沼液利用意愿现状调研及问题分析[J].中国沼气,2010,28(1):21-24.
• [42]郝元元,刘荣厚.大中型沼气工程工艺流程·发酵原料及其产物测试分析[J].安徽农业科学,2006,36(14):3429-3431.