干式厌氧生物转化15页

Bio-energyrecoveryfromhigh-solidorganicsubstratesbydryanaerobicbio-conversionprocesses:areview通过干式厌氧生物转化过程从固体含量较高的有机基质中回收生物能源：综述SEVEN  PARTS这篇论文主要分为七个部分1Overview 1概述2SubstratecharacterizationforD-AnBioCprocesses2干式厌氧生物转化系统的底物特性3ReactorconfigurationsandoperationalsequencesforD-AnBioCprocesses3干式厌氧生物转化过程的反应器的配置和操作顺序4Techniquestoenhancethebio-energyrecoverybyD-AnBioCprocess 4通过干式厌氧生物转化的过程来提高生物能源回收的技术5FactorsaffectingD-AnBioCefficiency  5干式厌氧生物转化效率的影响因素6DigestedresiduemanagementfromD-AnBioCprocess6干式厌氧生物转化过程中消化残余物的管理7EnergyandeconomicfactorsassociatedwithD-AnBioCprocess7与干式厌氧生物转化过程相关的能源及经济因素8Summaryandfutureresearchdirections8总结及未来研究方向1OverviewCurrently,anaerobicbio-conversion(AnBioC)oforganicsubstrates(OS)isconsideredasthemostcommonbiotechnologicalsolutionduetoitseconomicalandenergyrecoverybenefits.目前，由于固体含量高的有机基质的干厌氧生物转化在经济和能源回收方面的优势，使其成为了最常见的生物技术解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。Inbrief,OSarebiochemicallyconvertedintobio-methane(CH4)underanaerobicconditionsbythemajorgroupsofbacteria/archaea,suchashydrolyzers,acidogens,acetogensandmethanogens.总之，在厌氧条件下，有机基质（OS）被一群主要为细菌/古生菌的菌群通过生化反应生成甲烷，主要的菌群如水解菌、产酸菌、产乙酸菌和产甲烷菌。2SubstratecharacterizationforD-AnBioCprocesses2干式厌氧生物转化系统的底物特性TheD-AnBioCsystemismainlydesignedtotreatOSfromfourdifferentsources,including,agriculturewaste,communitywaste,animalwasteandindustrialwaste.干式厌氧生物转化系统主要是设计处理四个不同来源的有机基质（OS），包括农业废物、社区垃圾、动物废物和工业废物。Thus,TSoftheOSsubstratesalongwithphysicochemicalpropertiesofthesubstratesaretobemainlyconsideredfortheD-AnBioCprocesstocontroloverallCH4yield.因此，底物的有机基质（OS）中的总固体量连同底物的物理化学性质都被认为是干式厌氧生物转化过程中控制甲烷产生的主要因素。ItwasnotedthattheTSofOSinfluencedthefollowingparameters:rheologicalpropertiesandviscosityofthereactorcontents,fluiddynamics,cloggingandsolidsedimentationthatcandirectlyaffecttheoverallmasstransferrateswithinthebioreactors.于是得出，有机基质（OS）的总固体含量会影响以下几种参数：流变学特性和反应器内的物质的粘度，流体动力学，堵塞，固体沉降会直接影响整个生物反应器中的传质速率。However,theD-AnBioCsystemsseemtobemoreeconomicalthanW-AnBioCintreatingOSbecauseofthefollowing:asmallerreactorvolume,nointernalmixingarrangementforcontinuousmixing(insomecases),canhandleavarietyoffeedstocks,andcanattainmaximumCH4yield.然而，在处理有机基质（OS）上，干式厌氧生物转化系统比湿式厌氧生物转化系统更经济，原因如下：它的反应器容积更小，内部没有用于连续混合的混合装置（在某些情况下），能够处理各种各样的原料，能够获得最大的甲烷产量。3ReactorconfigurationsandoperationalsequencesforD-AnBioCprocesses3干式厌氧生物转化过程的反应器的配置和操作顺序Anumberofcommercialplants,pilotplantsandproto-typebio-reactorstotreatOShavebeendevelopedusingtheD-AnBioCprocesses.Fourmajorconsiderationswiththebio-reactordesignforcontinuousoperationsinclude:很多商业性质的处理厂，中试处理厂和原生物反应器在处理有机基质（OS）上已经开始开发利用干式厌氧生物转化过程。四个连续运行的生物反应器的设计考虑的主要因素包括：OrganicLoadingRate(OLR)（1）有机负荷率（OLR）—有机负荷率（OLR）是测量厌氧系统的生物转化能力的一种方法。Solid/DigestateRetentionTime(SRT)（2）固体/沼渣的保留时间（SRT）—SRT是在单位时间内流入的体积和有机基质（OS）流出的体积比。是固体停留在消化池中的平均停留时间。HydraulicRetentionTime(HRT)（3）水利停留时间（HRT）CH4Yield（4）甲烷产量—甲烷产量最大化是最重要的生物反应器设计参数，并且在操作运行的条件中起着关键的作用。3.1Microbialdynamicsandmetabolitedistributionwithrespecttobio-reactordesign3.1微生物动力学和代谢产物的分布与生物反应器设计Ingeneral,fourmajorclassifiedgroupsofmicroorganismsareinvolvedinthebioconversionofOSintoCH4,asdepictedinFig.3.一般情况下，四大类的微生物参与生物将有机基质（OS）转化成甲烷，如图3所示。Ithasbeenreportedthatthehydrolysis/acidogenesismicroorganismshaveafastergrowthrate(30min)resultinginmorethan90%intotaldigesterpopulationduringtheinitialstages.有关报道 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，水解/酸化作用使微生物的增长速度更快（30分钟），从而导致在初始阶段产生的沼气比例大于90％。AsafirststepintheAnBioCprocess,hydrolysis/acidogenesisofcomplexorganicsubstratesproduceVFAs,aminoacids,alcohol,carbondioxide(gasphase)andhydrogen(gasandliquidphase)withinthesystem.Amongthedifferentacidsproduced,aceticacidwillbemoreabundantthanotheracidslikeformic,propionic,valericandbutyricacids.Duetotheaccumulationoftheseorganicacids,thesystempHandORPvalueswillbe\4.5±0.5and±50mV(Eh),respectively(Gerardi2019).作为干式厌氧生物转化过程的第一步，水解/酸化过程的有机底物在系统中产生复杂的物质如挥发性脂肪酸，氨基酸，醇，二氧化碳（气相）和氢气（气相和液相）。在不同的酸产生过程中，乙酸会比其他酸，如甲酸，丙酸，戊酸和丁酸更加丰富。由于这些有机酸的积累，该系统的pH和氧化还原电位（ORP）分别为<4.5±0.5和±50mV（Eh）（Gerard,2019）。Inthesecondstep,thatis,theacidogenesis/acetogenesisprocess,productslikeacetate,hydrogenandlessamountsofCH4areformedunderapHrangeof3.5–6.0andORP-170±50mV(Eh)(Gerardi2019).Homoacetogen,aspecialgroupofbacteria,involvedintheutilizationofH2andCO2duringthisstage,producesacetateviatheWood-Ljungdahlpathway.在第二步骤中，也就是酸化/产乙酸过程，产物如乙酸盐，氢和少量的CH4，形成的pH值范围为3.5-6.0和氧化还原电位(ORP)为-170±50mV（Eh）（Gerard,2019）。同型产乙酸菌是一群特殊的细菌，在这个阶段中涉及H2和CO2的利用率，通过Wood-Ljungdahl途径产生醋酸。Also,acetogensisofpropionicandbutyricacidsproceedunderverylowH2partialpressure/concentrationsduringthethirdstage(thatis,acetogenesis)ofanaerobicconversion.同时，丙酸及丁酸的产酸菌产酸是在H2分压/浓度非常低的情况下进行的，发生在厌氧转换期间的第三阶段即，产酸。Followedbyacetogenesis,acetoclasticmethanogens[whichutilizeacetateasacarbonsource(Eq.5)],hydrogenotrophicmethanogens[whichutilizehydrogenandcarbon-dioxide(Eq.6)],andmethylotrophicmethanogens[whichutilizemethylalcohol(Eq.7)]produceCH4duringthelaststep.随后，通过产乙酸菌，产甲烷菌（使用醋酸酯作为碳源（Eq.5）），产氢产甲烷菌（利用氢气和二氧化碳（Eq.6）），甲醇产甲烷菌（利用甲醇（Eq.7））在最后一步产生甲烷。4Techniquestoenhancethebio-energyrecoverybyD-AnBioCprocess4通过干式厌氧生物转化的过程来提高生物能源回收的技术Thereareanumberoftechniquesproposedintheliteraturetoimprovethebio-energyrecoveryfromOSunderD-AnBioCprocesses.Generally,allthesetechniqueswereusedeitheraloneorincombinationsforthebetterperformanceofthebioreactor.Thedetailsarediscussedbelow.有很多文献中提出提高有机基质（OS）的干式厌氧生物转化过程回收生物能源的技术。一般来说，所有这些技术单独使用或在生物反应器中结合使用以达到更好的性能。在下面进行详细地讨论。4.1Temperature4.1温度TemperatureisonetechniquetoimprovetheefficiencyofthesystemandreducetheoverallSRTinD-AnBioCprocesses.温度在干式厌氧生物转化过程可以提高系统效率、减少整体的固体/沼渣的停留时间。Thermophilictemperaturesconvertorganicacidsatafasterrate,withhigherCH4production(25–35%)thanthemesophilicsystem.高温系统比中温系统转换有机酸的速度更快，CH4的产量也更高（25-35％）。Netenergygainofmorethan50–75%wasreportedwiththethermophilicD-AnBioCsystem(Zeshanetal.2019).Zeshan等人在2019年曾报道在适温的干式厌氧生物转化系统中，净能量的收益超过50-75%。4.2Pre-treatmentofsubstrates4.2底物的预处理Generally,pre-treatmenttechnologieswereadoptedtoalterorremovethesestructural/compositionalimpedimentstoincreasetheyieldsoffermentablesimplesugars/intendedproductsinordertofurtherprocessutilizations(Mosieretal.2019).一般来说，预处理技术是通过改变或移除一些结构/成分障碍，增加可发酵单糖的产量/预期的产物，以进一步提高利用率的过程（Mosier等人，2019）。Specifically,anypretreatmenttechnologyisintendedto:预处理技术的目的：(1)freeasmuchcarbohydratesaspossibleintomonomers;（1）使尽可能多的碳水化物尽可能转化成单体；(2)provideeasyaccessibilityforbacterialorenzymaticaction;（2）提供容易操作的细菌/酶促作用；(3)minimizesugardegradationandligninsolubilization;（3）减少糖降解和木质素的溶解；(4)beenvironmentallyfriendlyandalessenergyintensiveprocess;（4）成为环境友好型和低能量密集型的过程；and(5)beascalable,simpleandrobustsystem.（5）是一个可伸缩，简单的和强有力的系统。Particlesizeaffectstheoverallbioconversionefficiencyanddeterminesthedigestatequality.Therefore,sizereductionisanimportantpretreatment techniqueforD-AnBioCprocesses(Forster-Carneiroetal.2019b;Guendouzetal.2019;NizamiandMurphy2019;Zeshanetal.2019)toobtainauniformparticulatesize.Thiscanimprovetheactivesurfaceareaforfasterenzymaticreactions.但是采用干式厌氧生物转化系统处理有机基质（OS）时，粒子大小是一个重要的因素。粒子大小会影响整个生物的转化效率，并且决定消化的质量。因此，粉碎是干式厌氧生物转化过程中的一个重要的预处理技术，以获得尺寸均匀的颗粒（Forster-Carneiro等人，2019b；Guendouz等人，2019；Nizami和Murphy，2019；Zeshan等人，2019）。这可以提高颗粒活性的表面积，使酶促反应更快。Thealkalinepre-treatmenttechniqueismostcommonlyreported.报道最多的是碱性预处理过程。ThermalandacidpretreatmentmethodsarelessexploredwithOS,especiallyforuseintheD-AnBioCprocesses.用热和酸的预处理方法处理有机基质（OS）的研究较少，特别是干式厌氧生物转化的过程。Whereas,thebiologicalpre-treatmentofOSfortheD-AnBioCprocessislessattemptedduetomajorfactorslike:然而，在干式厌氧生物转化过程中，用生物法对有机基质（OS）进行预处理的尝试较少，其主要因素有：(1)alongerretentiontimecomparedtophysicochemicalmethods;（1）生物法与物理化学方法相比需要的保留时间更长；(2)theneedtoprovideadequateenvironmentalconditions;（2）生物法需要提供充分的环境条件；and(3)it’scosteffectiveness.（3）生物法的成本效益。4.3Co-digestion4.3共消化Theuseofmono-substrateforD-AnBioCprocessessometimesaffecttheoverallprocessconversionduetonutrientlimitations.在干式厌氧生物转化过程中的采用纯培养基，由于营养条件的限制，有时会影响整个过程的转换。Itwouldrequiretreatmenttoprovideanexternalnutrientsupplythroughoutoperations.这需要在整个过程中提供外部营养。ThevariousmixingratiosofOSforco-digestionstudieswereconsideredmoreimportantandwereexpectedtoaffecttheoverallmicrobialcommunitydistributionwithinthesystem.Liu等人在2009年也报道了不同有机基质（OS）的共消化（比率）可以提高消化动力学，但不能提高沼气潜力。Co-digestionofOShasimportantbenefits,suchas:用共消化的方法处理有机基质（OS）有非常重要的优势，比如：(1)reducedfugitivegasemissions;（1）减少挥发性气体的排放；(2)abilitytomanipulatetheC/Nratiotoimproveprocessstability;（2）控制C/N的能力，以提高工艺的稳定性；(3)providingabalancedbufferingcapacity;（3）提供平衡的缓冲能力；(4)improvedtherheologicalpropertieswithinthesystem;（4）改进的系统内的流变性能；(5)reducedexternalnutrientsupply;（5）减少外部养分的供应；(6)minimizedtheeffectsoftoxicorinhibitorycompoundstowardsmicrobialcommunitywithinthesystems;（6）使毒性效应影响最小化或抑制化合物对系统内的微生物群落的影响；(7)improvedthenutrientqualityofthedigestedresidueforlandapplications;（7）为土地的利用，改善消化剩余土地的营养质量；and(8)improvedbiogasyield.(8)提高的沼气产量。4.4Digestermixingandleachateexchangepractices4.4沼气池混合渗滤液交换的方法Duetothehigh-solidcontentwithinthedigester,thereisachanceforblackpockets,ordeadzoneformations,duringcontinuousoperationundertheD-AnBioCprocess.在干式厌氧生物转化连续运行中，由于消化池内的固体含量高，容易形成黑口袋或死区。Thatis,theoverallbioconversionprocesswillbeaffectedshouldtherebeaminimumbiogasyield.也就是说，整体的生物转化过程将受到影响，使产气量降到最低。Thiswillresultindigesterfailure.这将导致消化池出现故障。Toavoidsuchconsequences,internalmixingarrangements,oreven,therecirculationofdigestedresidue,shouldbepracticed.为了避免这样的后果，内部应进行混合安排，甚至使消化残渣进行再循环。Theuseofmixingarrangements使用混合安排的优点：:(1)providesahomogenizedenvironment;（1）提供了一个同质化的环境；(2)preventsstratificationandformationofsurfacecrust;（2）防止分层和表面地壳的形成；(3)improvescontactbetweenmicrobesandbiodegradableparticles;（3）增大了微生物和可生物降解的颗粒之间接触面积；(4)helpstoreleasegasbubblestrappedinsideairpockets;（4）有助于释放气穴里的气泡；(5)improvesthediffusivityco-efficientofmoisture(freewater)andothernutrients;（5）提高了水分（游离水）和其他营养物质的扩散率；(6)supportsthegrowthofactivemicroorganisms;（6）支持有效微生物的生长；and(7)re-suspendsheavierparticles7）使较重的粒子再次悬浮起来(Buendiaetal.2009;Jhaetal.2019;Ghanimehetal.2019).Inaddition,providingmixingarrangementsalsoaffectstheoverallnetenergygainsandreducesbiogasproductionfromtheD-AnBioCprocesses.此外，混合安排也影响了整体的净能量收益，并减少了干式厌氧生物转化的过程中沼气的产生.4.5Inoculumandenzymeaddition4.5接种物和酶促反应AmajorproblemwiththeD-AnBioCprocessisthatitrequiresalargeramountofinoculumforbetterbiogasyieldespeciallyforbatchoperations.干式厌氧生物转化过程中的一个主要问题是，它需要较大的接种量才能得到更好的沼气产率，尤其是对于批处理操作系统。Inoculumgenerallycontainsamixedpopulationofbacteriaandarchaeaoriginallyobtainedfromthepreviousbatchofdigestion.接种量一般包含一个混合菌群和最初从前几批消化过程中获得的古细菌。Thisbacterialpopulationfromthepreviousbatchiscalledadaptedculture.这种从上一批处理中获得细菌群体的方法被称为适应培养。But,thebestusedinoculumisreportedasanaerobicallydigestedsewagesludgefromwastewatertreatmentplants(Forster-Carneiroetal.2019b).但是，据报道，最好的接种方法是污水处理厂中污水污泥的厌氧消化.Otherthansewagesludge,digestedmaterialfromanestablishedreactororruminantculturesormanureisoftenusedasseedinocula.除了污水污泥，还有已建立的反应器的消化物，反刍物或粪便经常被用来作为菌种的接种物。4.6AlteringthefeedstockandOLR4.6改变原料和有机负荷率（OLR）VaryingtheOLRtothebioreactorscanbedonetoimprovebiogasyield.生物反应器的有机负荷率的变化可以改善沼气产量。Also,itispossibletogetaninoculumwhichisstablewithinthesystem,thatis,aninoculumwhichisabletowithstandadverseenvironmentalconditions.此外，在系统内可还以得到一个的稳定的接种物，即能够承受恶劣的环境条件的接种物。Similarly,lowerOLRcouldbeusedforthebioreactorsystemunderlowerbiogasyieldconditions.Thisisalsodonetoavoid"shortcircuiting"(Zeshanetal.2019).同样，在生物反应器系统的沼气产量低的条件下，可以采用低的有机负荷率。这样做也是为了避免出现“短路”的情况（Zeshan等，2019）.4.7Neutralizationtechniques4.7中和技术Thesingle-stageD-AnBioCprocessrequiresinitialneutralizationtosupportthegrowthofmethanogenicpopulationsandtoreducetimeatthestart-upphase.单级的干式厌氧生物转化过程开始需要中和作用来维持产甲烷菌的生长以及降低启动阶段的停留时间。Inthatcase,theadditionofalkalitoincreasethepHtonearneutralcanreducethetimerequiredtostartthemethanogenesisprocesswithinthesystem,asreportedbyZeshanetal.(2019).在2019年Zeshan等人曾报道，既然那样，通过加入碱来提高pH值使其接近中性，可以减少启动系统内的产生甲烷所需要的时间。Chenetal.(2019)reportedthatthealkalinityofabout2,500mgCaCO3/LandapHofabove7ismaintainedbyadding0.2gNaOH/gVSforeffectiveCH4conversion.Chen等人（2019） 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说，为了使CH4进行有效的转化，需要约2500mg碳酸钙/L的碱度和7以上的pH值，这可以通过加入0.2gNaOH/gVS来维持。因此，在干式厌氧生物转化过程中添加碱性溶液以中和该系统，能够快速的产生甲烷。Therefore,theadditionofanalkalinesolutiontoneutralizethesystemcanbeusedforthequickonsetofmethanogenesisprocessduringD-A-BioCprocesses.4.8Nutrientsupplement4.8补充营养Microelementslikeiron,cobalt,nickel,tungsten,molybdenum,andseleniumwerereportedtobeimportantco-factorsofenzymeorco-enzymesinvolvedinthebiosynthesisofCH4andthegrowthofanaerobicbacteria.据报道，在生物合成CH4和厌氧细菌的生长中，铁，钴，镍，钨，钼，硒等微量元素是重要的酶或酶的辅因子（Nges等，2019）。Whileoperatingthesystem,particularlyunderhighammonia-Nconcentration,theadditionofmicronutrientssupportedprocessstability.在操作系统中，特别是在氨氮浓度很高时，添加微量营养素能够提高过程的稳定性。5FactorsaffectingD-AnBioCefficiency5干式厌氧生物转化效率的影响因素TheD-AnBioCprocessesfrequentlyencounterinhibitionproblemswhicharehardertocontrol(Guendouzetal.2019).干式厌氧生物转化过程经常遇到难以控制的抑制问题ThemaininhibitingcompoundsareVFAs,ammonia-N,metalsandcations主要的抑制化合物的挥发性脂肪酸（VFAs），氨氮，金属阳离子，.Inaddition,theaccumulationofgasessuchasCO2,H2andH2Salsoaffecttheoverallprocessperformance.此外，如CO2，H2和H2S气体的积累也会影响整体的工艺性能。5.1Volatilefattyacids(VFAs)5.1挥发性脂肪酸（VFAs）VFAsareimportantintermediatecompoundsinthemetabolicpathwayofCH4fermentation.挥发性脂肪酸（VFAs）是CH4发酵代谢途径中的重要的中间体化合物。VFAscausemicrobialstressparticularlyatveryhighconcentrations.挥发性脂肪酸（VFAs）会导致微生物的压力，特别是浓度非常高时。Acetic,butyricandpropionicacidsarethemajorVFAspresentduringanaerobicbio-degradation.乙酸，丁酸和丙酸是厌氧生物降解中的主要的挥发性脂肪酸（VFAs）的表现形式。5.2Ammonia-N5.2氨态氮About60–80%oftotalnitrogen(especiallytheproteinsandotherorganicnitrogencompounds)wasconverted(viacontinuoussolubilizationandammonificationprocess)toammonia-NduringtheanaerobicdigestionofOS.Ammonia-Ntendedtoaccumulateinthesystem.在有机基质的好氧消化过程中60%-80%的总氮（尤其是蛋白质和其他有机氮化合物）的转化为氨态氮（通过连续增溶和氨化过程）。Ammonia-Ntendedtoaccumulateinthesystem.氨态氮在系统中更倾向于不断积累。Itisgenerallybelievedthattheammonia-Nat*200mg/Lisessentialforthegrowthofanaerobicmicroorganisms.一般认为，200mg/l浓度的氨态氮是厌氧微生物生活所必需的。However,thethresholdvalueat1,500mg/Lexhibitedmoderateinhibition,while,athresholdvalueatmorethan3,000mg/Lwasexpectedtoinhibit100%ofmethanogenesisprocessviadifferentmechanisms.然而，Gerardi于2019年表示，在限值浓度为1500mg/l时，产甲烷作用会受到一定的抑制，当限值浓度为3000mg/l以上时，不同机制下的产甲烷作用会被完全抑制。Similarly,freeammonia(non-ionicform)concentrationofabout300–800mg/LwasreportedtobeinhibitoryfortheD-AnBioCprocesses.相似的，据报道(Gallert和Winter2019;Yabu等人2019;Duan等人2019)，浓度为300–800mg/l的游离态氨对干式厌氧生物转化过程有抑制作用。5.3Metalions5.3金属离子Metalionslikesodium,potassiumandcalciumarerequiredfortheeffectivefunctioningofD-AnBioCsystems.在干式厌氧生物转化系统的有效运转中，像钠、钾、钙这样的金属离子是必不可少的。Excessiveconcentrationcausesstronginhibition.但浓度过量将会引起强烈的抑制作用。Liangetal.(2019)reportednosignificanteffectofelevatedconcentrationsofmajorionslikepotassium,sodiumandcalciumaccumulationwithCH4production.2019年，Liang等人研究指出，随着甲烷的产生，像钾、钠、钙这样的主要离子的浓度并没有明显的升高。However,thermophilicacetoclasticmethanogensarereportedtobemoresensitivewithpotassiumions.然而，据报道，产乙酸的高温厌氧甲烷菌对钾离子浓度更敏感。6DigestedresiduemanagementfromD-AnBioCprocess6干式厌氧生物转化过程中消化残余物的管理Generally,thethreemajorprocesscomponentsinvolvedwithdigestatemanagementschemesinclude:一般认为，消化残余物管理的三个主要方案包括：(1)dewateringanddrying;（1）脱水和干燥；(2)aerobictreatment;（2）好氧处理；and(3)pre-andpostcharacterizationofdigestedresidueforapplicationpurposes,asdiscussedbelow.（3）下面讨论的将是对以应用为目的的消化残余物预期和后期的特性 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 .6.1Dewateringanddrying6.1脱水和干燥MechanicaldewateringiscommonlyusedforthedigestedresiduetoremovewatercontentsthusimprovingTScontentforeasyhandling.机械脱水是消化残余物去除水分最常用的方式，它能提高残余物中的总固体含量，使处理更加方便。Methodslikecentrifugation,pressfilters,screwpumpingandvacuumevaporationmethodsareusedalternatively.像离心，压滤，泵吸和真空蒸发这些方法都是选择性的使用。一般认为，这些技术简单，省时，更有效，但是经济性不是太好。6.2Aerobiccuringorcomposting6.2有氧固化及堆肥Aerobiccuringgenerallybreaksdownorganiccomponentsfurtherandfixesnitrogencontents.有氧固化一般来说就是进一步分解有机化合物组分和修复氮的含量。Italsoeliminateshazardouscomponentsandreducespathogen/helminthesloads.它还能消除有害物质，降低病原体/寄生虫的数目。6.3Preandpost-characterizationofresidueforsoilfertilization6.3用于土壤施肥残渣的前期与后期的特性分析ThereareanumberofparametersgenerallyconsideredforcompostmaterialsandneededforthecharacterizationofdigestedresiduefromD-AnBioCprocesses.堆肥材料有大量的参数需要考虑，有些就是通过对干式厌氧生物转化过程中消化残余物的特性分析所得。Theseinclude:temperature,C/Nratio,NPK(Nitrogen-Phosphorous-Potassium)value,biogaspotential,SOUR,cationexchangecapacity(CEC),heavymetals,seedgerminationindex(SGI)andpathogenloads.这些参数包括：温度、C/N、氮磷钾（NPK）值、沼气潜在值、比耗氧率（SOUR）、阳离子交换容量（CEC）、重金属量、种子发芽指数（SGI）及病原体数目。7EnergyandeconomicfactorsassociatedwithD-AnBioCprocess7与干式厌氧生物转化过程相关的能源及经济因素NetenergygainfromtheD-AnBioCsystemisalwaysreportedtobehigherthanthatofW-AnBioCsystems.据报道，从干式厌氧生物转化系统中获得的净能量比从湿式厌氧生物转化系统中获得的较高。EnergybalanceisgenerallycalculatedfromtheoverallCH4yieldandtotalin-houseenergyconsumptionforvariousplantoperationactivities,suchas,bioreactoroperations,pre-treatmentofOS,andpostmanagementofdigestedresidues.能量的平衡一般是根据处理厂各种操作过程中甲烷总产量及内部能量消耗来进行计算的，例如，生物反应器的操作，有机基质（OS）的预处理，消化残余物的后期管理。Wastecollectionandtransportationcostsareusuallyexcluded.废物收集和运输成本通常被排除在外。8Summaryandfutureresearchdirections8总结及未来研究方向Bio-energyproductionfromOSisconsideredasacleanbio-fuelproductiontechnologytoreplacefossilfuels,coaloroilinthefuture.来自有机基质（OS）的生物能源产品是未来取代化石燃料（煤或石油）的一种清洁的生物燃料产品。Also,itcontributestooverallGHGemissionmitigationviaresourceconservation,recyclingandreusepractices.同时，通过节约资源、循环和回收利用的方法，有助于减少温室气体总量的排放。ManypotentialOS,likeagriculturalresidues,sludge,biomass,organicfractionofmunicipalsolidwastes,foodwaste,animalmanuresandfleshing,papers/cardboards,industrialorganicbyproducts,seagrassandaquaticweeds,arebeingexploredforbio-energyrecovery.许多潜在的有机基质（OS）正在探索着应用于生物能源，比如，农业废物，污泥，生物质，城市生活垃圾中的有机质部分，食品废物，动物粪便和尸体，纸/纸板，工业有机副产品，海草和水生杂草。Therefore,theselectionofappropriatepre-treatmentconditionsandoptimizationofprocessparametersfordifferentOSwasdeemedimportant.因此，合适的预处理的选择和不同有机基质（OS）操作参数的最优化是非常重要的。Ithasbeenproventhatthesizereductionandalkalinepre-treatmentmethodsofOSismoreadvantageousovertheothercommonlyproposedmethods,especiallyforD-AnBioCsystems.实践证明，有机基质（OS）尺寸减小及碱性预处理的方法比其他常规处理方法有更大的优势，尤其在干式厌氧生物转化系统中。Inaddition,thebioreactorconfigurationandoperationalvariables,likeOLR,SRT/HRT,temperatureandinternalmixing/recirculation,areconsideredasmajorlimitingfactorsinoverallbio-conversionprocesses.另外，生物反应器的配置及操作变量，如有机负荷（OLR）、SRT/HRT、温度和内部混合/再循环，都被认为是总生物转换过程中的主要限制因素。It isnecessarytoaddressthefollowingresearchgapsandneeds:因此，有必要强调一下下面的研究差距及需求：●1toincreasetheunderstandingofreactorconfiguration,optimizedoperatingconditions,requireddegreeofpre-treatmentanddigestedresiduemanagementschemesforavarietyofOS.增加对不同有机基质（OS）的生物反应器配置，优化操作条件，预处理程度和消化残余物管理方案的了解。●2 toincreasetheunderstandingoftheD-AnBioCprocessesthroughthecomprehensiveanalysisoftherolesofphaseseparation,microbialcommunitydistributionpatterns,hydrogenionpartialpressureandaccumulationoftoxiccomponents通过对相分离，微生物群落的分布模式，氢离子局部压力分析及有毒成分的积累这些因素的综合分析，来增加对干式厌氧生物转化过程的理解。3 betterunderstandingoftheinfluenceofmicroandmacronutrients, co-digestioneffects,monitoringofGHGemissionsduringpost-treatmentandsoilfertilizationwiththedigestedresidue.在后期处理和用消化残渣进行土壤施肥过程中，要更好的理解微量和大量营养元素的影响，混合消化的效果，监测温室气体的排放问题。4todevelopthenovelbioreactorsandoperationalsequences,pre-treatmentcombinations,methodstorecoverfromsystemfailurebyprovidingsupplementarysubstances(mineralsormicrobes)andthepreparationofspecialinoculamustbeconsidered.●必须要考虑开发新颖的生物反应器和操作序列，预处理方法的组合，通过补充基质（矿物质和微生物）的方法使系统恢复运行以及准备特殊的接种物。●