利用家蝇幼虫生物转化餐厨垃圾的研究及产业化探索

摘要

近年来，我国各大城市均面临着不同程度的“餐厨垃圾”所带来的巨大环境风险与挑战，与此同时，我国城市餐厨垃圾资源化程度低，现有处置方式方法滞后，很难有效的解决目前由餐厨垃圾所带来的环境污染，如何高效的将此类垃圾进行转化降解并实现资源的优化利用及可持续发展，这些问题都需进行进一步的探索与拓展。
　　本文以家蝇(Musca domestica.)幼虫为生化反应器触媒，选择配方物料发酵温度、含水率以及家蝇幼虫各生长阶段对外界营养的需求量为可变因子，开展利用家蝇幼虫生物转化处理餐厨垃圾的相关研究，并设计搭建中试实验平台，探索家蝇幼虫高效降解餐厨垃圾的相关产业化技术。本研究以“餐厨垃圾资源化、减量化”为目标，着力破解产业化技术瓶颈，以期为城市餐厨垃圾的高效生态循环利用开辟一条绿色、高效的新途径。本次研究主要成果如下:
　　(1)通过小试及中试实验验证了利用家蝇幼虫生物转化降解餐厨垃圾技术的可行性。在两种不同规模的实验条件下，家蝇幼虫对餐厨垃圾的减量化效果均达80％以上，以此证明家蝇幼虫是优良的餐厨垃圾减量化品种。
　　(2)通过小试及中试实验确定了一套家蝇幼虫生物转化处理餐厨垃圾的工艺流程及关键参数。本文以待处理垃圾含水率为主要依据，设计了梯度含水率条件下的7种配方料，以此为基准比较了各配方料内发酵温度的变化规律;通过实验，遴选出了家蝇幼虫转化处理各阶段最佳的配方料以及最佳接种比例(1.33％)。通过实验研究可知，小试规模下家蝇幼虫的平均产量和餐厨垃圾减率为324.4g/kg、83.71％，中试规模下上述两项数据为216g/kg和64.33％。
　　(3)本实验设计并搭建了一套家蝇幼虫生物转化处理餐厨垃圾的中试平台，并通过中试实验，进一步评估该平台喂料流水线的相关机电设备参数，在部分细节优化调整后，该技术可直接扩大生产，投入产业化建设。

目录

声明

致谢

摘要

1 前言

1．1 城市餐厨垃圾的来源

1．2 我国城市餐厨垃圾的产量

1．3 城市餐厨垃圾的危害性及资源性

1．4 城市餐厨垃圾处置现状

1．5 适合生物转化有机废弃物的蝇类

1．5．1 家蝇

1．5．2 黑水虻

1．5．3 丝光绿蝇

1．5．4 牛蝇

1．5．5 食肉蝇

1．6 家蝇幼虫产品成分构成和利用

1．7 家蝇幼虫粪的利用

1．8 本研究的目的和研究思路

1．8．1 研究目的

1．8．2 拟解决的关键问题

1．8．3 研究思路与技术路线图

2 小试实验

2．1 前言

2．2 材料与仪器

2．3 不同配方待转化料内的发酵温度变化规律

2．3．1 实验方法和步骤

2．3．2 结果与讨论

2．4 家蝇幼虫生长率与营养需求

2．4．1 实验方法和步骤

2．4．2 结果与讨论

2．5 不同配方待转化料对家蝇幼虫生长各阶段的影响

2．5．1 方法与步骤

2．5．1 结果与讨论

2．6 最佳接种比例的筛选

2．6．1 方法与步骤

2．6．2 结果与讨论

2．7 小试实验小结

3 家蝇幼虫在中试实验中对餐厨垃圾的生物转化效果

3．1 材料

3．2 实验场地及实验平台

3．2．1 中试实验场地选择与处理

3．2．2 产业化配套设施设备功能设计与采制

3．3 实验方法与实验时间

3．4 结果与讨论

3．4．1．预备喂料流水线适用性评估

3．4．2．餐厨垃圾减量化水平及家蝇幼虫生物量

3．4．3．经济效益评估

3．4．4．与现有餐厨垃圾资源化处理工程化技术的经济性比较

4 研究结论、创新点及展望

4．1 研究结论

4．2 研究创新点

4．3 研究展望

参考文献

作者简介

在学期间申请或授权的中国发明专利