蔬菜废弃物资源再利用技术

文_勒毛吉 甘肃省甘南藏族自治州勒秀镇人民政府

根据相关统计显示，截止2022年12月，我国年均产生的蔬菜废弃物质量已经超过年均蔬菜总产量的32%。如果放任蔬菜废弃物浪费、腐烂，不仅会造成巨大的经济损失，还会对环境造成严重污染。

目前主流的蔬菜废弃物资源再利用技术分别是蔬菜废弃物肥料化处理、蔬菜废弃物能源化处理和蔬菜废弃物饲料化处理。其中,肥料化处理是通过蔬菜废弃物中丰富的氮、磷、钾、氨基酸、糖、纤维素、木质素等营养成分，制备成具有较高肥力、生物降解性的有机肥，并且此类肥料更加易于吸收，自然环保；
能源化是以蔬菜废弃物为原材料，通过好氧处理技术和厌氧处理技术生产沼气和甲烷等清洁能源，不仅可以实现蔬菜废弃物资源的再利用，还可以创造可再生能源，提高经济效益和环保效益；
饲料化也是通过目前先进的青储技术和物流链运输，将蔬菜废弃物运输到农场或养殖场，实现资源再利用。秉承着兼顾经济效益和环保效益原则，本文针对蔬菜废弃物能源化展开研究，通过实验对比分析的方式，对不同叶菜类蔬菜废弃物的能源生产能力进行分析，以期为蔬菜废弃物资源的环保再利用提供借鉴。

1.1 实验材料

选取菠菜、油菜、大白菜和生菜四种叶菜类蔬菜废弃物。首先将四种蔬菜废弃物切割成1～3cm的块状，在通过榨汁机分别将四种蔬菜废弃物打成浆状备用，最后按照七种不同的比例，配制七个实验组备用（实验组1为100%菠菜、实验组2为100%油菜、实验组3为100%大白菜、实验组4为100%生菜、实验组5为50%菠菜+50%油菜、实验组6为33.3%菠菜+33.3%油菜+33.3%大白菜、实验组7为25%菠菜+25%油菜+25%大白菜+25%生菜）。另外，选取长期驯化后的厌氧性消化活性污泥作为接种物，具体原材料和接种物的理化性质如表1所示。

表1 原材料和接种物的理化性质

1.2 实验设备

实验设备选择使用批量式厌氧消化试验装置，具体实验设备原理图如图1所示。

图1 批量式厌氧消化实验设备

1.3 实验方法

本实验主要采取对比分析的方式，对七个实验组和一个对照组，分别在批量式厌氧消化实验设备中进行发酵，温度设置为35±1℃，并通过产气量、甲烷含量、总固体量、挥发性固体量等指标进行研究分析，具体发酵料液的配比如表2所示。

表2 发酵料液的配比

1.4 分析方法

本实验使用灼烧法测定总固体含量和挥发性固体含量；
使用GC9811型气相色谱仪测定甲烷含量；
使用pH5.5-9.0精密试纸测定发酵物料的酸碱度；
使用产气率、总固体含量产气率和挥发性固体含量产气率三项指标衡量不同实验组的产气潜力，三项指标的计算如式（1）、式（2）、式（3）所示。

式（1）、式（2）、式（3）中，总产气量单位为mL、原材料质量单位为g，总固体含量单位为%、挥发性固体含量单位为%。

2.1 发酵料液前后相关指标测定（表3）

表3 发酵料液前后的pH值、TS和VS

2.2 产气潜力分析（表4）

表4 厌氧消化的产气指标

结果表明，实验组1（100%菠菜）的产气潜力最低，平均甲烷含量为44.65%；
25%菠菜+25%油菜+25%大白菜+25%生菜的产气潜力最高，平均甲烷含量为56.50%，说明混合蔬菜组的产气潜力较高，所以在进行蔬菜废弃物能源化处理时，可以多采用混合蔬菜组的方式，提升产气潜力。

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