中國科學(xué)院開展蔬菜廢棄物厭氧消化研究取得成效

據(jù)了解，蔬菜廢棄物進(jìn)行厭氧消化處理，能得到生物燃?xì)馇鍧嵞茉矗Ｓ辔锟捎米饔袡C(jī)肥料。日前，中國科學(xué)院成都生物研究所開展蔬菜廢棄物中溫厭氧消化失穩(wěn)預(yù)警研究，并取得一定的成效。

蔬菜作物種植量在當(dāng)前農(nóng)作物種植中占有較大比重，同時由于蔬菜生產(chǎn)的區(qū)域性和集中性，蔬菜生產(chǎn)基地、加工廠、中轉(zhuǎn)運(yùn)輸站以及城鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)菜市場等地，會產(chǎn)生大量蔬菜廢棄物。蔬菜廢棄物有著較高的含水率和有機(jī)質(zhì)含量，且極其易腐，不適用于填埋、焚燒等生活垃圾的主流處理技術(shù)。

但是，其該特點(diǎn)適宜進(jìn)行厭氧消化處理，進(jìn)而獲得生物燃?xì)馇鍧嵞茉矗€可以將消化剩余物用作有機(jī)肥料。在厭氧消化過程中需要面對的問題則是，蔬菜廢棄物的易腐和高可溶性碳水化合物含量特點(diǎn)，往往導(dǎo)致酸化，抑制產(chǎn)甲烷菌，最終造成厭氧系統(tǒng)失穩(wěn)和停止產(chǎn)氣，影響生物燃?xì)夤こ痰倪B續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

據(jù)此，中國科學(xué)院成都生物研究所通過沖擊負(fù)荷試驗(yàn)，開展了蔬菜廢棄物中溫厭氧消化失穩(wěn)預(yù)警研究。首先，對蔬菜廢棄物中溫厭氧消化過程的液相和氣相，共13個一級參數(shù)進(jìn)行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測。然后，在一級參數(shù)的基礎(chǔ)上耦合創(chuàng)制5個二級參數(shù)。最后，分析共計(jì)18個運(yùn)行參數(shù)對負(fù)荷沖擊的響應(yīng)敏銳度，遴選出甲烷與二氧化碳比值(CH4/CO2)、總揮發(fā)性脂肪酸與碳酸氫鹽堿度比值(VFA/BA)、丙酸、正丁酸和異戊酸等5個預(yù)警能力較強(qiáng)的參數(shù)作為失穩(wěn)預(yù)警指標(biāo)，并確定這5個參數(shù)的輕度失穩(wěn)和重度失穩(wěn)預(yù)警閾值。研究結(jié)果表面，失穩(wěn)主要是由于較高可溶性碳水化合物和較低氨氮的原料特性造成的碳酸氫鹽堿度不足，進(jìn)而導(dǎo)致的厭氧消化系統(tǒng)緩沖能力不足。研究同團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，可通過回流沼液、添加外源堿度物質(zhì)或沼氣促進(jìn)劑等方式，提高蔬菜廢棄物穩(wěn)定運(yùn)行有機(jī)負(fù)荷率和池容產(chǎn)氣率。

相關(guān)研究成果發(fā)表在Bioresource Technology上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、中科院青促會的資助。