蔬菜廢棄物資源再利用技術(shù)

文_勒毛吉 甘肅省甘南藏族自治州勒秀鎮(zhèn)人民政府

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，截止2022年12月，我國年均產(chǎn)生的蔬菜廢棄物質(zhì)量已經(jīng)超過年均蔬菜總產(chǎn)量的32%。如果放任蔬菜廢棄物浪費(fèi)、腐爛，不僅會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

目前主流的蔬菜廢棄物資源再利用技術(shù)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(zhì)素等營養(yǎng)成分，制備成具有較高肥力、生物降解性的有機(jī)肥，并且此類肥料更加易于吸收，自然環(huán)保；能源化是以蔬菜廢棄物為原材料，通過好氧處理技術(shù)和厭氧處理技術(shù)生產(chǎn)沼氣和甲烷等清潔能源，不僅可以實(shí)現(xiàn)蔬菜廢棄物資源的再利用，還可以創(chuàng)造可再生能源，提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益；飼料化也是通過目前先進(jìn)的青儲技術(shù)和物流鏈運(yùn)輸，將蔬菜廢棄物運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)場或養(yǎng)殖場，實(shí)現(xiàn)資源再利用。秉承著兼顧經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益原則，本文針對蔬菜廢棄物能源化展開研究，通過實(shí)驗(yàn)對比分析的方式，對不同葉菜類蔬菜廢棄物的能源生產(chǎn)能力進(jìn)行分析，以期為蔬菜廢棄物資源的環(huán)保再利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)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(jī)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(gè)實(shí)驗(yàn)組備用（實(shí)驗(yàn)組1為100%菠菜、實(shí)驗(yàn)組2為100%油菜、實(shí)驗(yàn)組3為100%大白菜、實(shí)驗(yàn)組4為100%生菜、實(shí)驗(yàn)組5為50%菠菜+50%油菜、實(shí)驗(yàn)組6為33.3%菠菜+33.3%油菜+33.3%大白菜、實(shí)驗(yàn)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(zhì)如表1所示。

表1 原材料和接種物的理化性質(zhì)

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇使用批量式厭氧消化試驗(yàn)裝置，具體實(shí)驗(yàn)設(shè)備原理圖如圖1所示。

圖1 批量式厭氧消化實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)主要采取對比分析的方式，對七個(gè)實(shí)驗(yàn)組和一個(gè)對照組，分別在批量式厭氧消化實(shí)驗(yàn)設(shè)備中進(jìn)行發(fā)酵，溫度設(shè)置為35±1℃，并通過產(chǎn)氣量、甲烷含量、總固體量、揮發(fā)性固體量等指標(biāo)進(jìn)行研究分析，具體發(fā)酵料液的配比如表2所示。

表2 發(fā)酵料液的配比

1.4 分析方法

本實(shí)驗(yàn)使用灼燒法測定總固體含量和揮發(fā)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(fā)酵物料的酸堿度；使用產(chǎn)氣率、總固體含量產(chǎn)氣率和揮發(fā)性固體含量產(chǎn)氣率三項(xiàng)指標(biāo)衡量不同實(shí)驗(yàn)組的產(chǎn)氣潛力，三項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算如式（1）、式（2）、式（3）所示。

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

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵料液前后相關(guān)指標(biāo)測定（表3）

表3 發(fā)酵料液前后的pH值、TS和VS

2.2 產(chǎn)氣潛力分析（表4）

表4 厭氧消化的產(chǎn)氣指標(biāo)

3 結(jié)語

結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組1（100%菠菜）的產(chǎn)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(chǎn)氣潛力最高，平均甲烷含量為56.50%，說明混合蔬菜組的產(chǎn)氣潛力較高，所以在進(jìn)行蔬菜廢棄物能源化處理時(shí)，可以多采用混合蔬菜組的方式，提升產(chǎn)氣潛力。