蔬菜廢棄物資源再利用技術

文_勒毛吉 甘肅省甘南藏族自治州勒秀鎮人民政府

根據相關統計顯示，截止2022年12月，我國年均產生的蔬菜廢棄物質量已經超過年均蔬菜總產量的32%。如果放任蔬菜廢棄物浪費、腐爛，不僅會造成巨大的經濟損失，還會對環境造成嚴重污染。

目前主流的蔬菜廢棄物資源再利用技術分別是蔬菜廢棄物肥料化處理、蔬菜廢棄物能源化處理和蔬菜廢棄物飼料化處理。其中,肥料化處理是通過蔬菜廢棄物中豐富的氮、磷、鉀、氨基酸、糖、纖維素、木質素等營養成分，制備成具有較高肥力、生物降解性的有機肥，并且此類肥料更加易于吸收，自然環保；能源化是以蔬菜廢棄物為原材料，通過好氧處理技術和厭氧處理技術生產沼氣和甲烷等清潔能源，不僅可以實現蔬菜廢棄物資源的再利用，還可以創造可再生能源，提高經濟效益和環保效益；飼料化也是通過目前先進的青儲技術和物流鏈運輸，將蔬菜廢棄物運輸到農場或養殖場，實現資源再利用。秉承著兼顧經濟效益和環保效益原則，本文針對蔬菜廢棄物能源化展開研究，通過實驗對比分析的方式，對不同葉菜類蔬菜廢棄物的能源生產能力進行分析，以期為蔬菜廢棄物資源的環保再利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

選取菠菜、油菜、大白菜和生菜四種葉菜類蔬菜廢棄物。首先將四種蔬菜廢棄物切割成1～3cm的塊狀，在通過榨汁機分別將四種蔬菜廢棄物打成漿狀備用，最后按照七種不同的比例，配制七個實驗組備用（實驗組1為100%菠菜、實驗組2為100%油菜、實驗組3為100%大白菜、實驗組4為100%生菜、實驗組5為50%菠菜+50%油菜、實驗組6為33.3%菠菜+33.3%油菜+33.3%大白菜、實驗組7為25%菠菜+25%油菜+25%大白菜+25%生菜）。另外，選取長期馴化后的厭氧性消化活性污泥作為接種物，具體原材料和接種物的理化性質如表1所示。

表1 原材料和接種物的理化性質

1.2 實驗設備

實驗設備選擇使用批量式厭氧消化試驗裝置，具體實驗設備原理圖如圖1所示。

圖1 批量式厭氧消化實驗設備

1.3 實驗方法

本實驗主要采取對比分析的方式，對七個實驗組和一個對照組，分別在批量式厭氧消化實驗設備中進行發酵，溫度設置為35±1℃，并通過產氣量、甲烷含量、總固體量、揮發性固體量等指標進行研究分析，具體發酵料液的配比如表2所示。

表2 發酵料液的配比

1.4 分析方法

本實驗使用灼燒法測定總固體含量和揮發性固體含量；使用GC9811型氣相色譜儀測定甲烷含量；使用pH5.5-9.0精密試紙測定發酵物料的酸堿度；使用產氣率、總固體含量產氣率和揮發性固體含量產氣率三項指標衡量不同實驗組的產氣潛力，三項指標的計算如式（1）、式（2）、式（3）所示。

式（1）、式（2）、式（3）中，總產氣量單位為mL、原材料質量單位為g，總固體含量單位為%、揮發性固體含量單位為%。

2 結果與分析

2.1 發酵料液前后相關指標測定（表3）

表3 發酵料液前后的pH值、TS和VS

2.2 產氣潛力分析（表4）

表4 厭氧消化的產氣指標

3 結語

結果表明，實驗組1（100%菠菜）的產氣潛力最低，平均甲烷含量為44.65%；25%菠菜+25%油菜+25%大白菜+25%生菜的產氣潛力最高，平均甲烷含量為56.50%，說明混合蔬菜組的產氣潛力較高，所以在進行蔬菜廢棄物能源化處理時，可以多采用混合蔬菜組的方式，提升產氣潛力。