4月13-4月15日，歡迎報名！
文章信息
第一作者：辛立慶博士生
通訊作者：吳偉祥教授
通訊單位：浙江大學
亮點
•開發了一套廚餘垃圾快速連續式生物干化處理工藝。
•廚餘垃圾經生物干化處理可轉化為固體衍生燃料。
•解析了生物干化過程廚餘垃圾中有機組分的降解規律。
•碳水化合物對生物熱產生的貢獻率為59.23%~60.80%。
•生物質降解所釋放的生物熱滿足廚餘垃圾水分去除的熱量需求。
研究進展
隨着消費水平的大幅提高，2019年我國城市生活垃圾的收集和清運量在2.42億噸以上。其中，在城市生活垃圾中占有大比重的廚餘垃圾成為重點處理對象。廚餘垃圾主要由蔬菜、果皮、蛋殼、骨頭、貝殼等未煮熟的食物廢棄物組成，木質纖維素等難降解組分含量較高。因具有高含水率、高有機質含量和低熱值等特性，廚餘垃圾不宜直接填埋或焚燒處理。而且，有限的土地資源和新處理設施的規劃、審批和建設等繁瑣程序極大地限制了好氧堆肥和厭氧消化對大量廚餘垃圾的及時處理。學者前期開發了廚餘垃圾生物干化處理工藝，能以最少的能量消耗將廚餘垃圾等高含水率有機固廢迅速轉化為固體衍生燃料，還可藉助現有垃圾焚燒設施進行輔助，繼而實現廚餘垃圾能源化利用，極具現實意義。
在廚餘垃圾生物干化過程中，有機組分生物降解所產生的大量生物熱可促進廚餘垃圾干化。然而，有機組分的降解規律及其生物熱貢獻情況在生物干化體系中並未詳細報道。浙江大學環境與資源學院吳偉祥教授、辛立慶博士通過廚餘垃圾生物干化中試試驗，探究了連續生物干化過程中生化組分、水解酶活性及生物熱產生情況，以期闡明廚餘垃圾有機組分的降解規律及生物熱貢獻。主要研究結果如下：
生物干化過程可將廚餘垃圾迅速轉化成熱值為6705~7062kJ/kg 、含水率為31.26%~35.21%的固體衍生燃料。水解酶活性和平均熒光強度分析結果表明，啟動升溫過程率先實現了脂類和蛋白質的降解，而澱粉、纖維素等碳水化合物的快速降解則主要發生在高溫和降溫階段。
在連續3個周期的生物干化過程中，碳水化合物最易降解，貢獻了總有機組分降解的73.37%~89.92%，貢獻總生物熱產生量的59.23%~60.80%。生物干化過程產生的生物熱量是廚餘垃圾脫水理論熱需求的4.32~4.56倍，表明生物質降解釋放的生物熱完全能夠滿足廚餘垃圾水分去除的熱量需求，理論上無需在生物干化體系中補充外源熱量。因此，通過強化生物熱的產生和利用，有助於推進廚餘垃圾的快速減量化和固體衍生燃料的製備。
作者介紹
辛立慶，博士生，浙江大學環境與資源學院。研究方向為有機固廢減量化與資源化，以第一作者發表SCI論文4篇，中文論文2篇，申請發明專利1項，參與編制國家、行業、地方標準2項，參編專著1部。
通訊郵箱：lqxin@zju.edu.cn
吳偉祥，博士，教授，博士生導師，浙江大學環境與資源學院固廢研究中心主任，環境污染防治研究所所長，浙江省環保裝備科技創新服務平台副主任，入選國家教育部新世紀優秀人才計劃和浙江省「151」人才計劃。長期從事城鎮生活垃圾分類與資源化處理技術與理論研究，特別是垃圾分類減量資源化、易腐垃圾成肥、易腐垃圾生物干化、功能菌劑研發等。主持和參與國家863、水體污染控制與治理科技重大專項、科技支撐、國家基金及浙江省重點重大課題30餘項；授權國家發明專利30餘項，先後在國內外環境與生物技術領域著名學術期刊發表論文130餘篇，出版專著2部，參編4部。
通訊郵箱：weixiang@zju.edu.cn
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