近年來(lái)由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,水果和蔬菜集約化種植的迅速發(fā)展,果蔬廢棄物的大量產(chǎn)生和富集已經(jīng)構(gòu)成了對(duì)農(nóng)田、水體、果蔬配送市場(chǎng)和其他人居環(huán)境的嚴(yán)重威脅,成為一種不可忽視的污染源。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)每年產(chǎn)生的果蔬廢棄物高達(dá)1.0億t[1],其中絕大部分沒有進(jìn)行資源化利用而被當(dāng)作垃圾隨意丟棄或者排放到環(huán)境中,給空氣、水體和人居環(huán)境都帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。因此,對(duì)果蔬廢棄物的處理、加工和利用成為消除污染實(shí)現(xiàn)資源化利用的必然途徑。
果蔬廢棄物易發(fā)生腐爛,pH值較低,含水率高,總固體含量一般為8%~18%,其中可揮發(fā)性固體大約占固體總含量87%左右。有機(jī)質(zhì)部分包括75%的糖分和半纖維素、9%的纖維素以及5%的木質(zhì)素,N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素含量豐富,基本無(wú)毒害性[2]。果蔬廢棄物主要產(chǎn)生在其種植田地和加工交易場(chǎng)所,容易實(shí)現(xiàn)單獨(dú)收集處理。美國(guó)馬薩諸塞州的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,如果將果蔬廢棄物按照一般處理生活垃圾的方式進(jìn)行處理,其成本較高且資源浪費(fèi)情況嚴(yán)重。在馬薩諸塞州連鎖超市經(jīng)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的果蔬廢棄物,如果采用一般生活垃圾的處理方式進(jìn)行衛(wèi)生填埋,成本高達(dá)90美元/t,如果超市與農(nóng)場(chǎng)合作將果蔬廢棄物采用堆肥方式進(jìn)行處理,成本約有50美元/t,且與農(nóng)場(chǎng)簽訂供貨協(xié)議本身又可降低超市的經(jīng)營(yíng)成本[3]。因此,對(duì)果蔬廢棄物的處理應(yīng)該按照其生理特性來(lái)建立合理科學(xué)的處理方式。目前,果蔬廢棄物的處理方法主要以厭氧發(fā)酵和好氧堆肥為主,同時(shí)還存在著對(duì)其他處理技術(shù)的探索。
1厭氧發(fā)酵技術(shù)
1.1批量式消化系統(tǒng)
批量式消化系統(tǒng)是指將進(jìn)料一次性加入到反應(yīng)器中,依據(jù)實(shí)驗(yàn)條件添加或者不添加微生物菌劑,厭氧消化的各個(gè)步驟在反應(yīng)器中依次進(jìn)行。Converti等[4]在中溫和高溫條件下,對(duì)果蔬廢棄物進(jìn)行了批量式厭氧消化研究,蔬菜混合廢棄物的消化過(guò)程進(jìn)行的很快,其第一動(dòng)力學(xué)常數(shù)約為4.1×10-3/[L?g?VS/(h?S)]。Jolanun等[5]研究了分批補(bǔ)料反應(yīng)器在果蔬廢棄物堆肥上的應(yīng)用,分批補(bǔ)料反應(yīng)器的性能優(yōu)于批量式反應(yīng)器。分批補(bǔ)料反應(yīng)器的性能通過(guò)與批量式反應(yīng)器的比較研究來(lái)顯現(xiàn)。在同樣的通氣速率下,分批補(bǔ)料反應(yīng)器的最優(yōu)進(jìn)料速率為21.23kg/(m3?d),使得的廢棄物堆肥達(dá)到了最大干物質(zhì)消耗率和在最短時(shí)間的高腐熟度。36天之內(nèi)在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下,分批補(bǔ)料反應(yīng)器降解廢棄物的速率是分批反應(yīng)器的5倍。DeBaere等[6]調(diào)查發(fā)現(xiàn),從目前的市場(chǎng)占有率來(lái)看,批量式消化系統(tǒng)的應(yīng)用并不是很成功,但是批量式消化系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、控制方便、可處理污染程度高的廢棄物、投資少等特點(diǎn),使得它特別適合在發(fā)展中國(guó)家使用。序批式厭氧消化反應(yīng)器(ASBR)處理果蔬廢棄物技術(shù)因其在時(shí)間和順序上的高靈活度、無(wú)需單獨(dú)的澄清器以及在反應(yīng)器內(nèi)能夠保留高濃度生長(zhǎng)緩慢的厭氧細(xì)菌等特點(diǎn)而備受人們關(guān)注。
1.2連續(xù)流單相消化系統(tǒng)
目前世界各國(guó)在城市固體廢棄物和畜禽廢棄物處理上,主要采用的是單相消化系統(tǒng)[1],因其操作簡(jiǎn)單而且可以節(jié)約成本。科研工作者則多采用兩相消化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,因其可以控制反應(yīng)的中間步驟而方便研究的進(jìn)行。國(guó)外許多學(xué)者都利用不同的單相消化系統(tǒng)對(duì)果蔬廢棄物進(jìn)行了處理。Mata-Alvarez等[7]利用常溫下單相反應(yīng)攪拌器處理大型菜市場(chǎng)的廢棄物,實(shí)驗(yàn)設(shè)置了4個(gè)總水力滯留時(shí)間(8、12、14、20天),在一個(gè)3L的消化器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示甲烷的產(chǎn)量較高(增加了CH4大約0.478m3/(kg?VS))。利用連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器(CSTR)處理果蔬廢棄物時(shí),pH會(huì)明顯降低,產(chǎn)生的沼氣中CO2的含量會(huì)增加[8]。利用連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器(CSTR)處理果蔬廢棄物當(dāng)有機(jī)負(fù)荷4[kg?T?VS/(m3?d)]時(shí),pH值會(huì)明顯降低,產(chǎn)生的沼氣中CO2的含量增加[9]。
1.3連續(xù)流兩相消化系統(tǒng)
前人的試驗(yàn)研究證明,在處理高降解性固體廢棄物時(shí),兩相厭氧消化系統(tǒng)優(yōu)于單相厭氧消化系統(tǒng)。兩相消化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要包括對(duì)揮發(fā)性有機(jī)酸的積累和對(duì)pH值下降的緩沖,總水力滯留時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間短,負(fù)荷高、氣體產(chǎn)量以及甲烷產(chǎn)量高。Bouallagui等[10]在常溫下利用2個(gè)聯(lián)合的厭氧程序化間歇反應(yīng)器研究果蔬廢棄物的厭氧消化,反應(yīng)器是2個(gè)不同容積的玻璃裝置,水解酸化步驟在一個(gè)1.5L的玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行,沼氣發(fā)酵步驟在一個(gè)5L雙層玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行。結(jié)果表明,果蔬廢棄物在傳統(tǒng)的兩相反應(yīng)器中可以高度生物降解,同時(shí)反應(yīng)中總的COD的96%都可以轉(zhuǎn)化成沼氣和生物量。Sarada等[11]分別采用單相和兩相系統(tǒng)處理土豆加工廢棄物,發(fā)現(xiàn)采用兩相工藝時(shí),在中溫條件下,產(chǎn)氣率比同樣條件下的單相系統(tǒng)要高30%。采用高溫液化(CSTR)反應(yīng)器和中溫厭氧濾池,超過(guò)95%的揮發(fā)性固體轉(zhuǎn)化成甲烷,容積有機(jī)負(fù)荷率為5.65[g?VS/(L?d)],甲烷產(chǎn)量為420[L?kg?V/S[12]]。
這些研究者均發(fā)現(xiàn)兩相消化系統(tǒng)有較高的處理效率,在凈化率和能量循環(huán)方面都有明顯優(yōu)勢(shì)。劉廣民等[1]采用兩相厭氧消化工藝處理固體果蔬廢棄物,反應(yīng)液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用,系統(tǒng)由50L的水解果蔬廢棄物固體酸化罐和UASB厭氧反應(yīng)器組成。在厭氧消化處理過(guò)程中,反應(yīng)液中COD由開始時(shí)的10000mg/L降至反應(yīng)后2000mg/L左右,COD去除率達(dá)80%以上。同時(shí)果蔬固體物質(zhì)去除率達(dá)到98.6%,果蔬廢棄物減量效果明顯。劉廣青等[13]采用新型兩相厭氧發(fā)酵系統(tǒng),該系統(tǒng)由4個(gè)固體床反應(yīng)器(第1階段)串連1個(gè)厭氧序批式反應(yīng)器構(gòu)成(第2階段),反應(yīng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。消化12天后,沼氣和甲烷產(chǎn)量分別為530和351mL/g,系統(tǒng)中總固體(TS)和懸浮固體(VS)去除率分別為78%和82%。該系統(tǒng)被證明能有效處理水稻秸稈和蔬菜廢棄物,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)能源轉(zhuǎn)化[14-16]。試驗(yàn)結(jié)果表明,兩相厭氧固體床反應(yīng)系統(tǒng)污染負(fù)荷高、產(chǎn)氣穩(wěn)定、反應(yīng)周期短,是處理固態(tài)有機(jī)廢棄物的有效方法。
1.4果蔬廢棄物與糞便混合發(fā)酵
厭氧消化是一種應(yīng)用較廣泛的對(duì)有機(jī)廢棄物處理的方式,對(duì)果蔬廢棄物單獨(dú)進(jìn)行厭氧消化會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的酸性物質(zhì),若是將果蔬廢棄物與糞便混合發(fā)酵處理可以一定程度上減少抑制類酸性物質(zhì)的產(chǎn)生。牛糞與其他一系列農(nóng)業(yè)廢棄物的共消化已經(jīng)被證實(shí)很成功。前人的批次研究證實(shí)此消化是建立在揮發(fā)性固體物質(zhì)的減少,總甲烷的產(chǎn)生和產(chǎn)量提高。Callaghan等[17]研究發(fā)現(xiàn),與糞便混合的果蔬廢棄物的百分率從20%提高到50%使得甲烷產(chǎn)氣率從0.23m3提高到0.45m3,揮發(fā)性固體物質(zhì)只出現(xiàn)微量的減少。當(dāng)與牛糞混合的果蔬廢棄物含量為30%或以上時(shí),會(huì)產(chǎn)生高濃度的脂肪酸。盡管如此,與牛糞混合的果蔬廢棄物比重超過(guò)50%時(shí),會(huì)有較高的甲烷產(chǎn)量,但是揮發(fā)性固體物質(zhì)的改變卻很微小。雞糞與果蔬廢棄物混合效果并不理想,當(dāng)與果蔬廢棄物混合的雞糞量增多時(shí),揮發(fā)性固體物質(zhì)的降解會(huì)退化,同時(shí)沼氣產(chǎn)量會(huì)下降。Bouallagui等[18]在常溫下利用4個(gè)批次厭氧反應(yīng)器(ASBR)研究果蔬廢棄物厭氧消化反應(yīng)添加魚類廢棄物、屠宰場(chǎng)的廢水和活性污泥廢棄物作為共同基底,檢測(cè)能夠強(qiáng)化共消化性能的基底。結(jié)果表明:添加屠宰場(chǎng)廢水和活性污泥廢棄物分別增強(qiáng)了51.5%和43.8%的沼氣產(chǎn)量,消除了多于10%和11.7%的揮發(fā)性物質(zhì)。添加魚類廢棄物與果蔬廢棄物單獨(dú)消化相比較,對(duì)沼氣產(chǎn)氣率的改變較微小。各項(xiàng)研究表明,將果蔬廢棄物與糞便混合處理效果優(yōu)于單純將果蔬廢棄物進(jìn)行厭氧消化。與糞便混合厭氧消化將是果蔬廢棄物處理的一個(gè)趨勢(shì)。
1.5利用自行設(shè)計(jì)的反應(yīng)器進(jìn)行厭氧發(fā)酵
在國(guó)內(nèi)一些研究者以自行設(shè)計(jì)的厭氧發(fā)酵裝置對(duì)果蔬廢棄物進(jìn)行消化處理。邱凌等[19]利用自行設(shè)計(jì)的厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)裝置,對(duì)黃瓜莖葉和番茄莖葉進(jìn)行了單相批量厭氧發(fā)酵的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:隨著厭氧發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)黃瓜莖葉所產(chǎn)氣體中的CH4含量呈明顯升高的趨勢(shì),H2S含量接近線性變化,厭氧發(fā)酵2周后產(chǎn)氣量最高,產(chǎn)氣高峰期持續(xù)大約2~3周。在厭氧發(fā)酵過(guò)程中番茄莖葉產(chǎn)甲烷活性期出現(xiàn)較晚,H2S含量比黃瓜莖葉高出10倍左右,產(chǎn)氣高峰期比黃瓜莖葉推遲大約1周左右,持續(xù)時(shí)間較短,總產(chǎn)氣量低于黃瓜莖葉。劉榮厚等[20]以廢棄的甘藍(lán)菜葉為發(fā)酵原料,在實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的小型沼氣發(fā)酵裝置上進(jìn)行了厭氧發(fā)酵試驗(yàn),厭氧發(fā)酵系統(tǒng)主要由水浴恒溫震蕩器、發(fā)酵瓶、集水瓶等部分組成。試驗(yàn)在20%、30%、50%3個(gè)接種物濃度水平下進(jìn)行,接種物濃度為30%時(shí)揮發(fā)酸含量、氨態(tài)氮含量以及pH值都在正常范圍內(nèi),總產(chǎn)氣量和沼氣中最高甲烷含量分別為7790.81mL和42.814%,明顯高于其他2個(gè)水平及空白組實(shí)驗(yàn)。該組通過(guò)測(cè)定發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液以及沼氣的各項(xiàng)指標(biāo),對(duì)蔬菜廢棄物厭氧發(fā)酵的可行性及接種物濃度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響進(jìn)行了研究,研究發(fā)現(xiàn),在以后的試驗(yàn)中,可以采用在蔬菜廢棄物中添加一些含氮、磷高的有機(jī)物一起進(jìn)行厭氧發(fā)酵以達(dá)到更高的產(chǎn)氣量、產(chǎn)甲烷量。
2好氧堆肥
堆肥作為一種有效的有機(jī)廢棄物資源化處理技術(shù),成為國(guó)內(nèi)外固體廢棄物資源化的一大研究熱點(diǎn)[21-23]。好氧堆肥堆體溫度高,一般為50~65℃,故亦稱為高溫堆肥。高溫堆肥可以最大限度地殺滅病原菌,同時(shí)對(duì)有機(jī)質(zhì)的降解速度快,是處理有機(jī)廢棄物的有效方法。
2.1果蔬廢棄物直接堆肥
Kostov等[24]將各種果蔬廢棄物好氧堆肥,然后施用于在大棚種植的黃瓜,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在黃瓜的生長(zhǎng)期施用果蔬廢棄物堆肥產(chǎn)生的肥料,使得黃瓜的根部溫度高于施用普通肥料,堆肥產(chǎn)生了更多的CO2和微生物群,其釋放的養(yǎng)料符合黃瓜生長(zhǎng)各個(gè)階段的需求。施用堆肥的黃瓜營(yíng)養(yǎng)成分高于施用普通肥料的黃瓜營(yíng)養(yǎng)成分。施用堆肥的黃瓜較其他早成熟10~12天,同時(shí)產(chǎn)量也要高于施用普通堆肥的產(chǎn)量(第1個(gè)月產(chǎn)量增加了6倍,總產(chǎn)量增加了48%~79%)。這體現(xiàn)了果蔬廢棄物較高的經(jīng)濟(jì)效益。John等[25]比較了4種低技術(shù)含量的超市廢棄物堆肥方式(地下窖藏式、地下開放式、地上開放式、地上密閉式)。經(jīng)過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),地上密閉式的堆肥腐熟進(jìn)度優(yōu)于其他3種方式。陳活虎等[26]通過(guò)不同比例腐熟堆肥接種,進(jìn)行蔬菜廢棄物高溫好氧降解試驗(yàn),研究接種對(duì)蔬菜廢棄物好氧降解過(guò)程的影響。結(jié)果表明,在試驗(yàn)采用的5%,3%和1%3個(gè)水平接種率下,增加腐熟堆肥接種比例有利于提高有機(jī)物的降解率,試驗(yàn)?zāi)┢谟袡C(jī)物降解率分別為53.3%、50.0%和43.7%,其降解率差距的主要來(lái)源是糖類和纖維素類降解差別;腐熟堆肥接種對(duì)堆肥過(guò)程中微生物演化的規(guī)律影響明顯,但當(dāng)接種率達(dá)到一定水平后,接種對(duì)生物的影響會(huì)隨堆肥過(guò)程的進(jìn)行而逐步消失。張相鋒等[27-28]以滇池流域典型農(nóng)業(yè)廢物蔬菜(西芹)和花卉廢物(石竹)為原料,進(jìn)行了2種配比的蔬菜廢棄物和花卉廢棄物聯(lián)合堆肥的中試研究和序批式聯(lián)合堆肥研究,采用序批式進(jìn)料、溫度反饋通氣量控制的靜態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)進(jìn)行蔬菜和花卉廢棄物聯(lián)合堆肥試驗(yàn),可有效控制堆肥過(guò)程,實(shí)現(xiàn)有機(jī)物料的快速穩(wěn)定和水分的去除,為滇池流域蔬菜廢棄物量遠(yuǎn)大于花卉廢棄物量時(shí)堆肥難以有效進(jìn)行的技術(shù)難題提供了解決渠道。采用溫度反饋通氣量控制的靜態(tài)好氧堆肥技術(shù),蔬菜廢棄物和花卉廢棄物聯(lián)合堆肥可以在45天內(nèi)獲得高質(zhì)量的堆肥產(chǎn)品,將堆肥產(chǎn)物還田能有效減少固體廢物非點(diǎn)源污染、提高土壤肥力。2.2果蔬廢棄物與糞便混合堆肥
Alkoaik等[29]利用一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)格的生物反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行番茄廢棄物與牛糞混合堆肥的試驗(yàn)研究。添加尿素使得廢棄物的C/N達(dá)到30,同時(shí)將濕度調(diào)整到60%。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,在番茄廢棄物和木屑堆肥過(guò)程中添加牛糞能夠?yàn)槎逊仕栉⑸锾峁┢渌璧拇罅吭睾臀⒘吭亍L砑蛹S便提高了溫度提升的速率和最高溫度的持續(xù)期,減少了停滯和頂峰時(shí)間,這些結(jié)果總結(jié)起來(lái)就是其減少了堆肥過(guò)程中的停滯時(shí)間,加速了堆肥進(jìn)程。牛俊玲等[30]采用人工翻堆的方法進(jìn)行板栗苞和牛糞堆肥,初始混合物料C/N為25~30,含水量在55%~60%,采用人工翻堆的方法進(jìn)行通風(fēng)。由于板栗苞與牛糞均為木質(zhì)纖維素含量較高的物料,所以在堆制結(jié)束后,堆肥中的粗纖維含量仍有10.11%,整個(gè)過(guò)程中粗纖維降解率為57.25%。水溶性硝態(tài)氮的含量在堆肥過(guò)程中總體呈上升趨勢(shì),而銨態(tài)氮損失就比較嚴(yán)重,比初始物料減少了33.30%。在堆肥結(jié)束時(shí),C/N基本維持在20左右。在堆制20天后,發(fā)芽指數(shù)(GI)上升到了80%以上。說(shuō)明板栗苞和牛糞堆肥40天后基本可以達(dá)到腐熟,但堆肥中仍殘存部分未被消化的板栗苞,需進(jìn)一步采取相應(yīng)措施促進(jìn)板栗苞中木質(zhì)纖維素的降解。官會(huì)林等[31]以蔬菜根莖及花卉秸稈廢棄物、鮮豬糞、有機(jī)物腐熟劑為原料,按不同比例混合堆肥處理進(jìn)行還田試驗(yàn)。自然發(fā)酵35天后進(jìn)行還田試驗(yàn)。還田后對(duì)西芹產(chǎn)量和品質(zhì)的提高產(chǎn)生了影響,同時(shí)容易造成當(dāng)季作物減產(chǎn)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),添加有機(jī)物腐熟劑能促進(jìn)固體廢棄物的快速降解和還田利用率的提高。張相鋒等[32]以滇池流域的典型農(nóng)業(yè)廢廢棄蔬菜、花卉廢廢棄和雞舍廢廢棄為原料,進(jìn)行了不同配比的聯(lián)合堆肥中試研究。研究進(jìn)行了2種方式的發(fā)酵,一種是采用溫度反饋通氣量控制的靜態(tài)好氧堆肥,一種是采用周期性翻堆的自然腐熟。靜態(tài)堆肥階段堆體溫度在55℃以上保持至少3天,堆肥階段最高溫度可以達(dá)到73.3℃,從而可以有效殺滅致病菌;堆體的含水率從75%下降到56%,有機(jī)質(zhì)含量從65%下降到50%,pH值穩(wěn)定在8。分析自然堆腐發(fā)酵的腐熟度和養(yǎng)分結(jié)果表明,產(chǎn)物的穩(wěn)定性好,養(yǎng)分含量高。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)聯(lián)合堆肥可以獲得高質(zhì)量的堆肥產(chǎn)品,廢棄物還田可以減少固體廢棄物的污染,提高土壤肥力。徐智等[33]以西番蓮廢果渣為基本原料、添加一定比例牛糞(果渣∶牛糞9∶1、果渣∶牛糞8∶2和果渣∶牛糞7∶3)進(jìn)行堆肥試驗(yàn),研究表明如果采用純果渣進(jìn)入高溫分解階段時(shí)間為10天,高溫持續(xù)時(shí)間為4天,NO3--N含量為358.5mg/kg;如果添加牛糞達(dá)到高溫分解的時(shí)間縮短到6~9天,高溫持續(xù)時(shí)間增加到2~7天,NO3--N的含量會(huì)增加到513.3~639.1mg/kg。此外,添加牛糞顯著增加了堆肥中的氮、磷和鉀的養(yǎng)分含量,降低了堆肥的容重,堆肥的總孔隙度和持水孔隙度有明顯提高,改善了堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)。
3對(duì)果蔬廢棄物的其他處理方式
3.1自然堆漚
根據(jù)操作規(guī)程直接將農(nóng)田果蔬廢棄物堆放在堆漚池中,加入一定的生物菌劑,加速?gòu)U棄物的分解液化,可將廢棄物產(chǎn)生的液體當(dāng)作肥料直接施用于農(nóng)田。該方式不需要大量的設(shè)備投資和建設(shè)成本,具體操作和運(yùn)行管理都簡(jiǎn)單易行,適用于農(nóng)村推廣。
3.2固體發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白
張繼等[34]通過(guò)混合菌種實(shí)驗(yàn),利用高山娃娃菜廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料,結(jié)果表明:采用綠色木霉+白地霉+產(chǎn)朊假絲酵母為發(fā)酵菌種,加入1%的尿素、1.5%的硫酸銨、0.2%硫酸鎂、0.4%的磷酸氫二鉀和0.4%的過(guò)磷酸鈣,采用不滅菌固體發(fā)酵工藝,按照比例為1∶2∶2接種10%,在1L的三角瓶中投入85g蔬菜廢棄物和15g麩皮,在27℃下發(fā)酵96h。結(jié)果表明產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量為15.97%,較之前提高了75%,營(yíng)養(yǎng)成分達(dá)到了一種平衡狀態(tài),使其適宜作為飼料。利用固體廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白為處理固體廢棄物提供了新的處理思路和方向,具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的開發(fā)利用價(jià)值。
4結(jié)語(yǔ)
各種果蔬廢棄物的處理技術(shù)各有特點(diǎn)。厭氧發(fā)酵工藝能夠產(chǎn)生沼氣,但是厭氧發(fā)酵工藝的成功實(shí)施依賴于高效反應(yīng)器的開發(fā)利用,受設(shè)施規(guī)模的限制,同時(shí)存在最終的廢水廢渣處理問題。好氧堆肥則是將果蔬廢棄物進(jìn)行好氧堆漚來(lái)制取有機(jī)肥,需降低含水率,添加各種蓬松物質(zhì)以增加孔隙率,同時(shí)需要人工進(jìn)行翻堆。厭氧發(fā)酵和好氧堆肥都需要一定的設(shè)施建設(shè)成本,對(duì)于具體的操作和管理都有相對(duì)應(yīng)的技術(shù)要求,但中國(guó)目前還沒有針對(duì)果蔬廢棄物處理的專門技術(shù)規(guī)范和要求,而且對(duì)于此類環(huán)境效益和社會(huì)效益大于經(jīng)濟(jì)效益的工程設(shè)施來(lái)說(shuō),要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用還需要政府的扶持和資助。在選擇處理果蔬廢棄物的方式時(shí),要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和需求來(lái)選擇適合的處理技術(shù),綜合考慮各方面因素才能夠有效的實(shí)現(xiàn)消除污染和節(jié)約資源的目的。國(guó)外研究表明厭氧發(fā)酵和好氧堆肥工藝都能對(duì)果蔬廢棄物的資源化利用產(chǎn)生一定的處理效果,與糞便進(jìn)行混合發(fā)酵是果蔬廢棄物處理技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。果蔬廢棄物接種微生物液化發(fā)酵直接進(jìn)行還田利用是一項(xiàng)低成本、高效率的處理方式,為果蔬廢棄物的處理提供了新的思路。
筆者正在開展將牛糞與設(shè)施大棚中的西紅柿、黃瓜等蔬菜殘?bào)w以質(zhì)量比1∶3相混合進(jìn)行厭氧發(fā)酵和好氧堆漚2種試驗(yàn)。厭氧處理后將沼肥用于蔬菜追肥,好氧處理后將滲濾液用于蔬菜追肥,并進(jìn)行了定期監(jiān)測(cè),均取得了令人滿意的效果,試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),供試小區(qū)內(nèi)并無(wú)減產(chǎn),而且植株和果實(shí)的抗病性表現(xiàn)更強(qiáng),植株葉片厚實(shí),掛果率高,除底肥是試驗(yàn)初期與其他常規(guī)施肥小區(qū)統(tǒng)一施肥外,整個(gè)生育期內(nèi)再?zèng)]有使用化肥和農(nóng)藥,抑制了絕大多數(shù)土傳病的延續(xù),果實(shí)色澤鮮亮,口感好,土壤的理化性質(zhì)也有明顯改善。該研究將有助于為果蔬廢棄物的資源化利用探索新的技術(shù)途徑。在國(guó)際國(guó)內(nèi)低碳減排的生態(tài)發(fā)展需求下,尋求低投入、低能耗、無(wú)害化、高收益、高效能的果蔬廢棄物資源化利用技術(shù),是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和廢棄物資源化循環(huán)利用的發(fā)展方向。果蔬廢棄物的有效資源化循環(huán)利用既消除了農(nóng)業(yè)污染,又保護(hù)了環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了變廢為寶。筆者對(duì)該領(lǐng)域內(nèi)的主要技術(shù)進(jìn)行了整理、歸納和分析,期望可為該領(lǐng)域的相關(guān)研究提供參考。
參考文獻(xiàn)略
《果蔬廢棄物處理技術(shù)研究進(jìn)展》pdf完整版:http://www.cn-hw.net/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=667&fromuid=2
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