第1章緒論1

1.1典型有機固體廢棄物基本概況1

1.1.1餐廚垃圾4

1.1.2市政污泥5

1.1.3酒糟6

1.1.4中藥渣6

1.2典型有機固體廢棄物的環境危害7

1.2.1侵占土地資源7

1.2.2污染水體環境7

1.2.3污染大氣環境8

1.2.4污染土壤環境8

1.2.5影響人類健康和環境衛生8

1.3典型有機固體廢棄物資源化利用途徑8

1.3.1餐廚垃圾的資源化利用8

1.3.2污泥的處理利用11

1.3.3酒糟的處理處置13

1.3.4中藥渣處理技術14

參考文獻16



第2章餐廚垃圾厭氧發酵技術18

2.1概述18

2.1.1餐廚垃圾的定義18

2.1.2餐廚垃圾的特征及危害18

2.1.3餐廚垃圾的主要處理技術及發展19

2.2厭氧發酵技術的基本原理22

2.2.1三階段厭氧發酵理論22

2.2.2四階段厭氧發酵理論22

2.3厭氧消化影響因素23

2.4餐廚垃圾干式厭氧發酵條件優化25

2.4.1接種率對餐廚垃圾干式厭氧消化的影響25

2.4.2含固率對餐廚垃圾干式厭氧消化的影響28

2.4.3含油率對餐廚垃圾干式厭氧消化的影響30

2.4.4含鹽量對餐廚垃圾干式厭氧消化的影響35

2.4.5水解酸化對餐廚垃圾干式厭氧消化的影響39

2.5餐廚垃圾濕熱預處理技術42

2.5.1濕熱預處理對餐廚垃圾高溫干式厭氧消化的影響43

2.5.2濕熱處理時間對餐廚垃圾高溫干式厭氧消化的影響47

2.6添加劑強化餐廚垃圾干式厭氧發酵技術51

2.6.1活性炭對餐廚垃圾高溫干式厭氧消化的影響51

2.6.2營養液對餐廚垃圾高溫干式厭氧消化的影響53

2.6.3改性貝殼粉投加量對厭氧發酵特性的影響55

2.7廚餘垃圾與餐廚垃圾混合干式厭氧發酵技術61

2.7.1不同配比對干式厭氧產甲烷的影響61

2.7.2不同配比對NH 4-N的影響63

2.8餐廚廢棄物厭氧發酵的案例介紹64

2.8.1餐廚廢棄物厭氧發酵的典型工藝64

2.8.2沼氣綜合利用案例——商業化運行模式66

參考文獻68



第3章利用餐廚垃圾生產PHA技術70

3.1概述70

3.1.1PHA的概念、性質與優勢70

3.1.2PHA在工業領域的發展71

3.1.3利用餐廚垃圾合成PHA的優勢72

3.2發酵法合成PHA的基本途徑與原理73

3.2.1餐廚垃圾厭氧發酵產VFA（短鏈脂肪酸）73

3.2.2微生物利用VFA進一步合成PHA73

3.3利用餐廚垃圾水解酸化液合成PHA技術74

3.3.1不同發酵條件對PHA合成的影響74

3.3.2VFA種類對耐鹽菌合成PHA的影響及動力學研究78

3.3.3PHA合成的代謝組學機理研究86

3.4利用餐廚廢油合成PHA技術91

3.4.1發酵條件研究92

3.4.2代謝物分析104

3.5混合菌群合成PHA的主要工藝111

3.5.1工藝整體布局111

3.5.2由EBPR衍生的產PHA菌富集工藝112

3.5.3好氧瞬時補料（ADF）工藝112

參考文獻113



第4章污泥處理技術115

4.1概述115

4.1.1污泥好氧發酵概述115

4.1.2污泥焚燒技術117

4.1.3污泥厭氧發酵技術120

4.2污泥厭氧消化條件優化123

4.2.1不同工藝條件對污泥厭氧消化的影響123

4.2.2污泥厭氧消化過程中微生物群落結構分析136

4.3污泥厭氧消化過程中抗生素抗性基因控制研究143

4.3.1不同碳材料對污泥干式厭氧消化過程中ARGs的影響143

4.3.2不同碳材料對污泥濕式厭氧消化過程中ARGs的影響146

4.4污泥厭氧發酵的案例介紹147

參考文獻148



第5章酒糟資源化利用技術150

5.1概述150

5.1.1白酒酒糟的產生和影響150

5.1.2生物質資源的利用狀況150

5.2白酒酒糟的利用現狀151

5.2.1利用白酒酒糟生產有機肥151

5.2.2利用白酒酒糟生產飼料151

5.2.3利用白酒酒糟生產食用菌152

5.2.4利用白酒酒糟生產食醋152

5.3生物干化技術研究概況152

5.3.1生物干化的來源152

5.3.2生物干化的影響因素153

5.4生物質熱解技術應用研究153

5.4.1生物質廢棄物的熱化學轉化153

5.4.2影響熱解行為的因素155

5.5白酒酒糟生物干化預處理技術156

5.5.1嗜熱菌的分離與篩選156

5.5.2嗜熱菌細胞形態與菌落形態的觀察157

5.5.3嗜熱菌的生長與鋻定157

5.5.4嗜熱菌對白酒酒糟生物干化特性的影響158

5.5.5微生物群落變化與基因功能分析166

5.6白酒酒糟熱解制氣技術169

5.6.1熱解方案169

5.6.2白酒酒糟熱解狀況分析171

5.6.3回歸模型和方差分析173

5.6.4響應面及條件優化分析174

參考文獻181



第6章中藥渣資源化利用技術184

6.1中藥渣廢棄物概況184

6.1.1來源184

6.1.2中藥渣的組成184

6.1.3環境危害184

6.1.4利用途徑185

6.2中藥渣處理技術研究現狀187

6.2.1熱解技術187

6.2.2水解技術187

6.2.3焚燒技術187

6.2.4堆肥技術189

6.2.5汽爆技術189

6.2.6微生物轉化技術190

6.2.7固態發酵技術190

6.3中藥渣理化性質（丹參藥渣）190

6.3.1丹參理化性質191

6.素分析和熱值測定191

6.3.3丹參藥渣工業分析192

6.3.4丹參藥渣中重金屬含量分析192

6.4中藥渣熱解技術192

6.4.1藥渣熱解特性193

6.4.2藥渣熱解動力學參數195

6.4.3熱解條件及催化劑對熱解產物產率的影響200

6.5中藥渣水解制取化學平臺化合物技術212

6.5.1實驗參數對水解產物的影響212

6.5.2中藥渣水解機理221

6.6中藥渣資源化技術的綜合效益評價（案例分析）228

6.6.1熱解技術效益評價228

6.6.2水解技術效益評價231

6.6.3焚燒技術效益評價233

6.6.4建立評價指標235

6.6.5指標權重的確定237

6.6.6模糊數學評價241

參考文獻246



第7章典型有機固體廢棄物資源化技術研究展望248

7.1超高溫好氧發酵技術248

7.1.1超高溫好氧發酵技術原理、工藝248

7.1.2嗜熱微生物菌劑249

7.1.3促進堆肥快速腐殖化機制249

7.1.4超高溫堆肥促進污染物高效去除與控制機制250

7.2通過固態發酵（SSF）獲得的酶進行酶促預處理251

7.3利用快速焦耳加熱法制取石墨烯252

7.3.1快速焦耳加熱（FJH）繫統252

7.3.2原料對石墨烯生產的影響253

7.3.3石墨烯產品的特性253

7.3.4快速焦耳加熱工藝優化254

7.4利用黑水虻轉化有機廢棄物技術254

7.4.1利用黑水虻生產有機肥254

7.4.2利用黑水虻制取蛋白飼料255

7.4.3利用黑水虻制取昆蟲抗菌肽255

7.5等離子體熔融處置技術256

7.5.1等離子氣化熔融處置繫統256

7.5.2關鍵技術問題256

參考文獻257



附錄餐廚垃圾處理技術規範（CJJ 184—2012）259

工業化進程的推進和經濟水平的快速發展，在滿足我國人民日益提高的美好生活需要的同時，也導致了大量固體廢棄物的產生。2019年國務院辦公廳印發《“無廢城市”建設試點工作方案》，強調推行創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，實現整個城市固體廢物產生量小、資源化利用充分、處置安全的目標。開展“無廢城市”建設試點是深入落實黨中央、國務院決策部署的具體行動，也是提升生態文明、建設美麗中國的重要舉措。“無廢城市”的提出為我國生活源、工業源等有機固體廢物的處理處置帶來了新的發展方向與機遇。

餐廚垃圾、市政污泥、酒糟和中藥渣等是生活和工業生產過程中產生的典型易腐有機固體廢棄物，如不進行妥善處理將造成嚴重的環境污染，對其進行資源化利用可帶來環境效益、經濟效益和社會效益。本書針對典型生活源和工業源中的有機固體廢棄物餐廚垃圾、市政污泥、酒糟以及中藥渣等易腐有機固體廢棄物，結合國內外研究現狀及著者團隊在相關研究領域的科研成果，介紹了這些典型有機固體廢棄物的資源化及高值化利用技術。第1章闡述了典型有機固體廢棄物的產生和資源化研究進展；第2章講述了餐廚垃圾厭氧發酵產甲烷技術，闡述了含油率、含鹽量等餐廚垃圾典型特征對其干式厭氧發酵的影響，通過濕熱預處理及添加外源物等強化方法進一步提高產氣效率，並介紹了典型餐廚垃圾處理工程案例；第3章利用餐廚垃圾為碳源生產生物可降解塑料（PHA）技術，分別以餐廚垃圾水解酸化液和餐廚廢油為廉價碳源合成高附加值產品PHA，實現了餐廚垃圾的高值化利用，並深入探討了強化合成PHA的微生物代謝機理；第4章為污泥厭氧發酵產甲烷及發酵過程中新型污染物控制技術，優化了污泥厭氧發酵條件，研究了污泥厭氧發酵過程中抗生素抗性基因的控制技術；第5章闡述了酒糟生物干化預處理及熱解制取可燃氣技術，篩選出嗜熱菌，優化了生物干化預處理工藝條件和熱解氣化工藝條件；第6章介紹了中藥渣處理處置及其資源化利用技術；第7章對典型有機固體廢棄物資源化利用的新技術進行了展望。本書總結了典型有機固體廢棄物的資源化利用新技術，實用性和針對性較強，可供從事固體廢物處理處置等的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等院校環境工程、市政工程及相關專業的師生參閱。

本書共分7章，其中第1章、第3章～第7章由王攀著，第2章由任連海著；全書後由任連海統稿並定稿。另外，陳錫騰、鄭義、賈志傑、郭雨文、王欣姿、梁肖飛、程蒙蒙等在全書編寫過程中做了大量的文字校對工作，在此謹致感謝。本書在編寫過程中引用了部分文獻，在此對作者一並表示感謝。此外，本書的編寫得到了國家重點研發計劃（2019YFC1906303）、國家自然基金（42007350）、北京市自然基金（8202010）、和“十三五”時期北京市屬高校高水平教師隊伍建設支持計劃青年撥尖人纔項目（CIT&TCD201804016）的資助，在此表示感謝。

限於著者水平和編寫時間，書中疏漏和不足之處在所難免，敬請讀者予以批評指正。



著者

2020年6月於北京