近日，10bet官网中文_bet十博体育app-【中国科学院】@生物质工程研究院生物质能源团队谢君教授、余强研究员在城市有机固废（园林绿化废弃物、餐厨垃圾）低碳处置和能源化利用方面取得新研究进展。两项研究成果发表在国际知名学术期刊上，相关成果同时申请发明专利多项。
近年来，随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速，城市有机固废的产生量显著增加。其中餐厨垃圾和园林废弃物是城市有机固废的典型代表，其科学处置利用逐渐成为无废社会建设和美丽中国建设的重点之一。有机固废富含C、H、O、N、P等元素，具有“二重性”，如果处理不当是潜在的环境污染源，处理得当则是潜在的能源和资源。将有机固废转化为生物质能源不仅可以避免环境问题产生，还可以实现有机固废的资源化、能源化、高值化利用。为此，陈勇院士提出了“开发城乡矿山，建设无废社会”的理念。
园林绿化废弃物（简称绿废）是第二大城市有机固废。将绿废用于厌氧消化生产沼气是一种低碳的处置方法。然而，当前使用绿废作为主要原料的沼气工程面临着原材料供应波动、发酵效率低以及沼液处理困难等挑战。团队提出了沼液循环回用强化绿化废弃物厌氧消化的技术路线，探讨了在绿废保存和预处理阶段回用沼液对原料组分和后续厌氧性能的影响。通过添加沼液进行青贮实现了可持续的绿废原料供应，避免了季节性产量波动的影响。经过3个月和6个月后的青贮后，与对照组相比，添加灭菌沼液青贮的处理组产甲烷潜力分别增加了10.17%和14.65%。在预处理过程中回用沼液可以提高绿废水解和产甲烷速率。使用沼液代替水作为水热预处理反应介质，绿废和青贮绿废的产甲烷潜力分别提高了62.40%和47.46%。通过将沼液循环回用，控制和管理沼液的营养物质释放，解决了沼液消纳困难、污染环境的问题。同时基于该技术，对广州市园林绿化废弃物处置的调配策略和碳减排效益进行了简短分析。该研究对解决绿化废弃物处置难题、改善能源结构、促进循环经济发展具有一定的启发意义。此研究成果发表在Chemical Engineering Journal (工程技术1区，Top，影响因子13.4)上，题目为“Low carbon disposal of urban green waste through biogas slurry recycling for preservation and pretreatment”，文章第一作者为博士生邹金拓，通讯作者为余强研究员和谢君教授。
研究团队还提出了利用水热炭增强餐厨垃圾厌氧消化的强化技术，研究了其作用机制。通过在180-260℃下将沼液与甘蔗叶、纤维素乙醇废渣、餐厨垃圾沼渣共水热炭化，生产了15种类型的水热炭，然后将水热炭投加至餐厨垃圾厌氧消化系统中强化沼气生产。以甘蔗叶为原料在180℃制备的水热炭表现出最佳的促进效果，甲烷产量达到461.59mL/gVS，比对照组高出13.69%。此外，还测试了不同剂量的水热炭添加对餐厨垃圾中温厌氧消化性能的影响。水热炭剂量从5g/L增加至40g/L时，累积甲烷产量从379.68mL/gVS增加到543.26mL/gVS，与对照组相比累积甲烷产量提高了3.90-48.66%。研究发现水热炭强化甲烷产量的主要因素是水热炭自身降解，而次要因素是水热炭维持了发酵系统稳定性和富集了产生甲烷的微生物。能量分析和经济评估表明，水热炭化与厌氧消化相结合可以实现高能量输出和经济效益。该研究为提高餐厨垃圾厌氧消化的稳定性和甲烷产量提供了参考和建议。此研究成果发表在Industrial Crops and Products (农林科学1区，Top，影响因子5.6)上，题目为“Effect of hydrochar from biogas slurry co-hydrothermal carbonization with biomass on anaerobic digestion performance of food waste”，文章第一作者为博士生徐孙强，通讯作者为谢君教授和余强研究员。
生物质工程研究院生物质能源团队聚焦国家、粤港澳大湾区和广东省重大战略需求，在纤维素乙醇、厌氧发酵、制氢产醇等重点领域，取得了系列研究成果，对相关产业的技术进步起到了推动作用。以上研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金等项目的支持。
相关论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159204
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.119361
文图/生物质工程研究院
