有機廢棄物制備污水廠碳源研究進展＊

朱雅萍，吳 元，趙 磊，邵 軍，李 響，林 田

（1.維爾利環保科技集團股份有限公司，江蘇 常州 213000；2.東華大學環境科學與工程學院，上海 201620；3.中國科學院大學，北京 101408）

0 引言

目前，我國污水廠都存在進水低C/N 以及冬季生化池微生物活性會降低的現象，硝化/反硝化是污水處理廠最常見的經濟有效的生化工藝，存在普遍C/N 失衡的情況，對于碳源的需求也很高［1-2］。其投加點可直接投加在缺氧池或厭氧池的進水口，以滿足反硝化脫氮需求，具體添加量需要根據污水處理廠的處理工藝和水質情況進行調整，一般情況下，1 t 污水需要添加0.7～1.2 kg 的碳源，但在某些特殊情況下，如處理高色度、高濃度廢水時，1 t 污水需添加的碳源量會更高。因此污水廠基本都需長期備用商品碳源［3］。商品碳源主要為甲醇、乙酸、乙酸鈉、葡萄糖［4］，其售價和脫氮成本如表1 所示，其中乙酸的售價和脫氮成本最高，葡萄糖的售價和脫氮成本最低。商品碳源雖然脫氮效果很好，但存在成本壓力，造成污水廠運營成本居高不下，而且商品碳源如甲醇等毒性強，也存在惡化水質的風險［5-7］。因此研發低成本、實用安全、脫氮效果好的外加碳源替代商品碳源受到國內外學者的廣泛關注。

表1 商品碳源經濟效益［4］Table 1 Economic benefits of commodity carbon sources［4］

得益于近年來經濟的快速發展，居民生活水平日益提升，城市有機廢棄物的產生量日益增多，有機廢棄物主要由餐廚垃圾、果蔬垃圾等組成［8-10］。據有關報道記載［11］，城市生活垃圾中45%～65% 為有機廢棄物，尤其是北上廣這種一線城市中的有機廢棄物產生量超過生活垃圾總量的50%，農村地區的有機廢棄物占生活垃圾總量的33%～47%，對有機廢棄物進行減量化及資源化成為目前最為關注的話題之一。在污水處理過程中，有機物含量直接影響反硝化過程電子供體與聚磷菌微生物的合成情況，從而影響反硝化效果［12-16］。而有機廢棄物含有豐富的有機物，所以能夠滿足污水處理過程中的碳源需求。如Qi 等［17］研究發現餐廚垃圾的水解液作為總化學需氧量（TCOD）為（105.0±11.6）g/L 的污水的外加碳源時，發現餐廚垃圾發酵液中的乳糖和多糖起到了碳源作用，其總氮（TN） 的去除率可達（87.4±7.2）%。Yan等［18］在處理垃圾滲濾液的研究中，使用餐廚垃圾水解液作為外加碳源，結果顯示具有脫氮效果。將有機廢棄物制備成碳源不僅實現固廢減量化，同時用于污水反硝化過程中也提高了脫氮性能，實現資源化，充分響應低碳環保的發展趨勢。

目前碳源化技術主要有外加酶法和發酵法［19-20］等。外加酶法的反應時間普遍很長，對于反應設備的要求較高，目前通過外加酶法從餐廚垃圾中回收碳源的研究報道較少。趙淑蘭等［20］采用外加酶法從餐廚固渣中回收和制備適用于污水處理的外加碳源，在研究得到的最佳酶解條件下，碳源提取率達到76.9%。經等電點沉淀處理后，碳源回收液中BOD 達到了76.8 g/L， BOD/TN 為51.2，非常有作為污水處理碳源使用的潛力，外加酶法制備碳源很值得成為未來深入研究的方向。發酵法［21-24］是目前最常見的有機廢棄物碳源化技術，水解產酸是該技術的核心，即將有機物通過水解酸化作用轉化為有機酸化液，其具備高濃度、可生物降解的特性［25］，適用于代替商品碳源如甲醇、乙酸鈉等作為污水廠的反硝化碳源，或者用于輔助不易降解有機物的降解工藝中［26-29］。Zhang等［30］也做過計算，處置有機廢棄物的成本約為75元/t，試驗結果顯示，將有機廢棄物制備成碳源處理污水比甲醇處理污水時的成本約降低22%，可見有機廢棄物適合制備成外加碳源且具有高效脫氮的潛力。

本研究對近年來國內外研究較多的幾種有機廢棄物制備碳源的研究進展進行梳理，歸納有機廢棄物碳源化利用技術在不同類型廢水中的應用，總結碳源化的關鍵影響因素，并對未來的發展方向進行展望。

1 有機廢棄物制備碳源的研究進展

有機廢棄物碳源化主要指厭氧發酵的水解酸化階段［25］。大量小分子有機化合物會在此階段產生，如揮發性脂肪酸（Volatile Fatty Acid， VFA）和乳酸（Lactic Acid，HL），這些化合物具有優異的生物降解性［31］，可有效替代價格昂貴的商品碳源。

<1)，且各件產品是否為不合格品相互獨立．

1.1 餐廚垃圾

餐廚垃圾中含有豐富的有機質，具有潛在的高生物降解性，以餐廚垃圾制備外加碳源是目前有機廢棄物制備外加碳源的研究熱點之一［32-35］。唐嘉陵等［36］以餐廚垃圾為基質進行酸性發酵并利用其發酵產物作為反硝化碳源，結果顯示，72 h為最佳發酵時間，此時乳酸含量可達到最大值45.2 g/L。Jiang 等［37］利用餐廚垃圾在pH 為6 的中溫條件下獲得了濃度為39.46 g/L 的VFAs。Zhang等［38］利用餐廚垃圾進行厭氧發酵制備反硝化碳源VFA 時發現，在不調節pH 的厭氧條件下，室溫25 ℃、初始固體濃度為13%時，可產生有機酸含量較高的發酵液，發酵液中的易生物降解部分被評估為58.35%。李月寒等［39］發現當厭氧發酵條件滿足pH 為7、底物的質量濃度為120 g/L、污泥停留時間（SRT）為8 d 時，餐廚垃圾發酵液中的TVFAs 含量可達85%。Zhang 等［40］研究了一種成本效益高且高效的VFAs 生產策略，即在無人工pH 控制的情況下，將餐廚垃圾進行厭氧發酵。在優化條件后，獲得了867.42 mg/g 的VFA 產量，發酵系統水解率63.04%，酸化率83.46%。Wu 等［41］將污泥混在餐廚垃圾中進行厭氧發酵，控制揮發性固體（VS）為5，有機負荷為9 g/（L·d），控制pH 為5.2～6.4，結果顯示，水解率和酸化率分別為63.0%和83.5%。這也驗證了餐廚垃圾是可以作為制備碳源的原材料。張永梅［42］也對餐廚垃圾自由發酵進行了研究，產物主要以有機酸、碳水化合物、蛋白質為主，從理論角度來看這類產物作為碳源可以達到乙酸鈉作為碳源的效果。綜上研究均可說明餐廚垃圾作為制備碳源的原材料可以應用到實際污水處理中。

廚余垃圾是城鎮有機廢棄物的一部分，廚余垃圾厭氧發酵水解液中含有大量的VFA，以及其他一些可降解的溶解性有機物［1］。富含有機碳的廚余垃圾水解發酵液為碳源的再利用提供了可能。

張永梅等［43］利用廚余垃圾進行短程自由發酵，研究發現當廚余垃圾和水質量比為3∶1 時，產酸率最高，酸液內的主要成分為碳水化合物，以及乳酸、乙酸等有機酸和一些未知有機物的混合物，結果顯示，初始固體濃度為（13.0±0.5）%時有機酸（以COD 為主）產量最高，可達16.56 g/L。李亞坤等［44］也研究了廚余垃圾自由發酵，以學校食堂的廚余垃圾作為原料，經過簡單的篩分和攪拌破碎的預處理工作后，控制發酵反應器的溫度為55 ℃，自由發酵10 d 后的酸液作為后續應用試驗的碳源。對酸液進行檢測的結果顯示，VFAs 等溶解性COD、顆粒態COD 所占比例分別為18.11% 和46.15%，可見其具備良好的生化性能。以上兩例研究均為自由發酵，在未控制其發酵趨勢的條件下，產酸效果較好。朱子晗等［45］以廚余垃圾∶去離子水=1∶2 的廚余漿液作為原材料，控制溫度為（35.0±0.5）℃，置于發酵罐內發酵5 d，對廚余發酵液中的VFA 組成進行了檢測，結果顯示，正丁酸占比最大（57.41%），其次是乙酸（26.44%）和丙酸（12.32%），而異丁酸、正戊酸、異戊酸占比均小于3%。若未來深入研究何種組分是有利于碳源應用效果的，則可以促進碳源化技術的升級。危海濤等［46］以某小區的廚余垃圾作為原料，初始有機負荷為（1.5±0.2）kg/（L·d），以厭氧消化污泥作為接種物，在初始pH 為7.0±0.2、發酵溫度為（35.0±0.5）℃條件下，厭氧發酵8 d 后得到廚余垃圾水解液，對其組分檢測顯示COD 達到1 500～2 800 mg/L，可作為污水碳源。

1.2 果蔬垃圾

果蔬垃圾在城市有機廢棄物中占比較大，其也含有較高的有機物，有研究采用果蔬垃圾進行厭氧發酵和利用。張盼［47］在碳點的合成、性質及應用研究中以葡萄皮、胡蘿卜、紫甘藍作為碳源。果蔬垃圾水解酸化的產物VFA 是短鏈脂肪酸屬于C6 及以下的有機酸，屬于小分子有機物［48］，可作為污水反硝化過程中外加碳源，提升脫氮效率。朱麗可等［49］考察了果蔬垃圾水解酸化液作為水處理反硝化外加碳源的可行性，研究發現，缺氧狀況下，pH 控制在6.8～7.2，溫度37 ℃，攪拌轉速為150 r/min，SRT 為4 d，VFA 占COD 比 例 為18.7%～23.9%，m（BOD5）/m（COD） 為0.27～0.39，m（BOD5）/m（TN）為4.0～13.1，果蔬垃圾酸化產物可作為優質的污水反硝化碳源。鄭明月等［50］也對果蔬垃圾進行了厭氧酸化的研究，結果顯示，當溫度為35 ℃、pH 為4.0、有機負荷>7 g/（L·d）、SRT<5 d 時能夠形成穩定的乙醇型發酵。楊夢等［51］采用厭氧水解技術處理果蔬垃圾，結果顯示在45 ℃、pH 為6、SRT 為11 d 的條件下，VFA濃度達到最大值12.94 g/L。但近年來直接利用果蔬垃圾進行水解酸化的研究比較少，還需進一步開發研究。

2 影響碳源化技術的因素

為了解碳源化技術的特性，研究人員通過實驗研究了pH、溫度、酶、預處理方法等因素對制備碳源生化性能的影響。如Jiang 等［37］在研究餐廚垃圾厭氧發酵過程中發酵條件對發酵產物VFAs組分的影響，結果表明厭氧發酵過程中發酵溫度、pH 和有機負荷對VFAs 組分的影響最大。

2.1 pH

在水解酸化過程中，pH 不但影響酸化細菌膜電荷的變化，還進一步影響其對營養吸收和代謝過程中相關酶的活性，影響其對營養物質的吸收［52］。因此pH 是碳源化性能的重要影響因素之一。

石川等［53］研究了不同pH 發酵體系的水解酸化效率，研究發現果蔬垃圾在酸性條件下，主要產物為乳酸和乙醇，堿性條件下，乙酸、丙酸和丁酸為主要厭氧酸化產物。堿性條件下，厭氧水解率和酸化率普遍偏高，分別為84.94% 和75.18%，但酸性發酵液中富含更多的NH4+-N 和PO43-，分別為1 180.13 mg/L 和477.70 mg/L。Wang等［54］也在研究不同類型接種物厭氧消化餐廚垃圾生產VFAs 時，發現VFAs 的組分在不同接種條件下存在明顯的差異，VFAs 的產量在pH 為6 時最大。以上研究均可發現，堿性條件更利于水解反應的發生，但由于酸化產物不斷生成，pH 會不斷下降，則長期維持堿性水解環境的技術值得深入研究。

楊夢等［51］探究pH 對產酸效果的影響，研究發現在45 ℃、pH 為6、SRT 為11 d 時，反應器內酸化液的VFA 濃度達到最大值12.94 g/L，是未調控pH 條件下VFA 濃度的3.37 倍，同時達到最大濃度的時間加快20%，產酸效率得到大幅提高。調控pH 可以促進溶解性有機物（SCOD）轉化為VFA，在pH 為6、SRT 為11 d 的條件下VFA/SCOD 可達到最大值48.73%，而且從不同pH 下酸化液的VFA 組分和氨氮濃度對比可發現，pH=6 時發酵產物從乙醇型轉變為丁酸型，說明弱堿性有利于蛋白質的分解。

梁曼麗等［55］研究了pH 對餐廚垃圾發酵液中揮發性有機酸和乳酸等小分子有機酸的組成及其反硝化性能的影響。結果發現，pH 調節有利于水解和酸化過程，不同pH 下的小分子有機酸濃度無顯著差異，且pH 調節至5 時，雖然發酵產物中溶解性碳源濃度較低，但其中乳酸和小分子有機酸的占比最高，分別為67.77%和93.04%。在反硝化性能試驗中，應用不同pH 的發酵液作為碳源時，發現調節pH 同樣有利于提高其反硝化性能，發酵液中乳酸含量越高，其發酵液反硝化能力越強、反硝化速率越快，且更不容易導致NO2--N 積累。

2.2 溫度

溫度越高，水解效果越佳，但對于酸化過程而言，不同溫度對酸化產物的類型會存在一些影響［56］。

鄭明月等［50］研究了35、50 ℃下，發酵產物組分的變化規律。結果顯示50 ℃下酸化產物濃度比35 ℃低，且在pH 相同的情況下，高溫酸化和中溫酸化呈現出的酸化類型不一樣，分別為乙醇型和丁酸型。趙宋敏等［57］在廚余垃圾和活性污泥質量比為4∶1、pH 為6.5 的條件下，研究了溫度對廚余垃圾水解酸化產物幾項性能指標的影響，如VFA 組分及其產率、氣體組分及其產率、COD 去除率和酸化液pH。結果表明，37 ℃為最佳反應溫度，在此溫度下，第4 天時乙酸和VFA 的產量可達到最大值，分別為9.34 g/L 和15.13 g/L，COD去除率最高可達38.9%。酸化液的pH 無顯著波動，基本范圍為4.0～6.5。綜合而言，溫度能夠影響酶活性，進而對微生物的生長和基質的代謝產生影響，因此不同溫度下，厭氧發酵產酸過程中所產生的有機酸種類和數量也會存在差異，而且溫度對COD 也會存在一定的去除率，因此確定最佳溫度對于大分子轉化為小分子起到至關重要的作用。

2.3 有機負荷

鄭明月等［50］將厭氧污泥接種在pH 為4.0、溫度為35 ℃的完全混合反應器（CSTR）中，對不同階段的有機負荷進行調節，研究了酸化反應器中酸化產物的變化。結果表明，當有機負荷小于5g/（L·d）時，產物中VFAs 的各組分含量平衡，乙醇含量相對較低。當有機負荷增加至7～10 g/（L·d）時，乙醇在產品中的比例從24.7% 增加至55.4%。可見乙醇含量隨著有機負荷的增加而逐漸增加，乙醇和乙酸為主要產物，乙醇產量峰值達到16.5 g/L。但低負荷和停留時間太長會導致較低的乙醇濃度，這充分表明有機負荷對發酵類型存在很大的影響。Jiang 等［37］研究了有機負荷對餐廚垃圾產酸化液的影響，結果顯示SCOD 和NH4+-N 濃度隨著有機負荷的增加而增加，而VFAs 產量從5 g/（L·d） 時 的0.504 g/L 下 降 到16 g/（L·d） 時 的0.306 g/L。乙酸和丁酸占VFAs 總量的60%。乙酸和戊酸占VFAs 總量的比例隨有機負荷的增加而增加，而在高有機負荷下產生的丙酸和丁酸的組分占比相對較低，因此對于發酵液的碳源效果也存在影響。

2.4 酶

有機廢棄物發酵制備碳源的轉化途徑如圖1［58］所示。由圖1 可見，厭氧發酵過程中會涉及多種酶，而不同酶對于厭氧發酵的效果也存在差異。有機物被水解成溶解態的碳水化合物和蛋白質，在水解酶的作用下轉化為氨基酸和單糖，然后轉化為丙酮酸，丙酮酸最終通過酸化菌的作用轉化為有機酸［59］。所以酶對制備碳源也會存在影響。一些研究［60-61］表明，當兩種淀粉酶共同作用時，α-淀粉酶的作用能為γ-淀粉酶提供反應底物以提高發酵效率。趙淑蘭等［62］也在研究酶對制備餐廚碳源的影響，發現混合酶水解酸化的能力要比單一酶好。但近年來酶對水解酸化影響的研究比較少，還需進一步開發研究。

圖1 有機廢棄物發酵制備物質轉化途徑［58］Figure 1 Transformation pathways of substances produced by fermentation of organic waste［58］

2.5 不同預處理技術

好氧處理會改變餐廚垃圾的微生物群落，從而限制VFA 積累，利于后續厭氧酸化時產VFA 的穩定性。Fisgativa 等［63］研究了好氧預處理對餐廚垃圾厭氧降解的影響，結果表明，若在厭氧酸化之前對餐廚垃圾進行好氧預處理，可以提高餐廚垃圾的生物降解性，而且也限制了酸化的有害影響，但是需要根據實際應用情況對成本效益進行評估。

餐廚垃圾組分復雜，部分物質在厭氧酸化階段難降解，會影響設備的使用壽命和酸化效果，因此對餐廚垃圾進行機械處理很有必要。如Agyeman 等［64］對餐廚垃圾進行了機械研磨的預處理，其平均粒徑由0.843 mm 降低至0.391 mm，后續結果顯示，大分子溶解率增加30%，利于后續厭氧酸化時小分子有機酸的產生。可見預處理對于碳源化技術也存在著源頭影響。

有機廢棄物還存在含油率高的問題［65］，但目前還沒有關于油脂分離對碳源化技術影響的相關研究，是后續可開發的研究方向。

3 有機廢棄物碳源化利用技術的應用

根據污水中污染物濃度的數量級可以將污水分為市政污水、垃圾滲濾液、養殖廢水等。研究發現，在市政污水、垃圾滲濾液、養殖廢水及污泥的處理中均有應用到有機廢棄物碳源化技術，應用于市政污水處理的研究居多。

3.1 有機廢棄物碳源化利用技術應用于市政污水處理

市政污水主要來源為生活污水，COD、氨氮、總氮都比較低，存在低C/N 日益嚴重的趨勢。

吳亞南等［12］利用廚余垃圾作為原材料，研究了厭氧發酵后的廚余發酵液作為外加碳源處理生活污水的脫氮效果。結果顯示，投加該碳源后NO3--N 由12.26 mg/L 降低至0.27 mg/L，具有明顯的脫氮效果，TN、NH4+-N、總磷（TP）的去除率分別達到了75.9%、98.0%、86.0%。唐嘉陵等［36］在研究校園生活污水SBR 處理工藝時也采用了餐廚垃圾酸化液作為反硝化階段的碳源，研究發現其作為外加碳源的脫氮效果和乙酸鈉相似，脫氮效果明顯，反硝化速率可達6.1 g/（g·h），反硝化能力可達0.15 g/g，具有明顯的高有機物利用率，且厭氧產泥率低，在C/N>5.7 時，可實現完全反硝化。因此，餐廚垃圾具有制備成優質的反硝化碳源的能力，同時也能降低有機廢棄物的處理費用，對于硝化過程也不存在抑制作用。

李月寒等［39］在以餐廚垃圾發酵液作為生活污水反硝化碳源時，發現其具有較高的硝態氮去除率以及亞硝態氮還原率，最大反硝化速率為14.2 mg/（g·h）。孟冰茹等［66］在研究校園生活污水處理時，采用廚余垃圾發酵液作為外加碳源，結果顯示，TN 的出水濃度由18.7 mg/L 降至7.6 mg/L，但對于COD 和氨氮未有明顯影響，可見廚余發酵液作為外加碳源只會促進營養物質的去除，不會降低原水質的生化性。Feng 等［67］在利用餐廚發酵液作為外部碳源研究生物脫氮提升的可行性時，也發現將餐廚垃圾加入廢水處理系統，不僅不會產生NH4+-N去除的外部劣化，而且當餐廚發酵液與廢水的體積比為1∶90 時，NH4+-N 去除率可達92.38%，說明餐廚發酵液中的額外VFA 和細胞內積累的聚羥基烷酸酯是NH4+-N 高去除率的最大原因。Zhang 等［68］在研究餐廚垃圾水解液作為碳源的脫氮性能時，調研得到我國目前有機廢棄物產生量為0.40～0.49 kg/（人·d），而人均生活污水產生量約為0.2 m3/d，遠低于有機廢棄物轉化成碳源后可去除的含總氮的生活污水的量（0.3～0.5 m3），因此，目前有機廢棄物的產生量完全可以滿足市政污水處理過程中所需要的碳源量，可見將有機廢棄物制備成碳源的可行性很強。

3.2 有機廢棄物碳源化利用技術應用于垃圾滲濾液處理

垃圾滲濾液主要來源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、進入填埋場的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土層的飽和持水量，并經歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度的有機廢水，其處理過程中常見問題是碳源不足。

姚鳳根等［25］在開展垃圾滲濾液應用試驗時，將廚余垃圾進行酸化處理后的酸化液用作反硝化碳源，原水TN 為175～275 mg/L，COD 為200～300 mg/L，結果顯示，出水TN 為10～40 mg/L，COD 為150 mg/L。可見碳源效果很明顯。張瑞娜等［26］也利用廚余垃圾酸化液作為垃圾滲濾液的外加碳源進行研究，針對老齡滲濾液和新鮮滲濾液均開展了處理研究，結果對比可知，廚余酸化液用于老齡滲濾液的外加碳源效果要比用于新鮮滲濾液中更好，在添加比例<20%時，控制pH 呈中性，研究結果表明，廚余垃圾酸化液作為老齡滲濾液的外加碳源，COD 去除率可從84.8%提升至92.1%，TN 去除率從24.9%提升至50.7%。

張昊巍［69］在處理COD 為3 250 mg/L、氨氮為2 120 mg/L 的垃圾滲濾液時，應用餐廚垃圾的發酵酸化液作為外加碳源，并同傳統碳源乙酸鈉的處理效果進行對比。研究結果表明，兩款碳源的投加量相差不大，隨著餐廚酸化液投加量的上升，TN 的去除率也隨之提高，當C/N 為7 時，TN 的出水濃度為21.7 mg/L，去除率可達到93.1%。而且氨氮、TN、硝氮、亞硝氮的變化規律與出水濃度也基本一致，可見使用餐廚垃圾酸化液作為碳源可以達到乙酸鈉的效果甚至更好，同時還節省了垃圾滲濾液的處理成本。

3.3 有機廢棄物碳源化利用技術應用于養殖廢水及污泥處理

養殖廢水主要為飼養場和禽飼養企業排出的廢水，屬于較高濃度的有機廢水。具有典型的“三高”特征，即COD、氨氮、SS 都比較高，可生化性好，該廢水處理不當，會導致周圍水體富營養化，水中的菌類和藻類大量繁殖，使水體因缺氧而發黑發臭，從而影響水體周圍環境，降低水體周圍土地的價值。污泥主要是指在廢水處理過程中產生的城市污泥，其成分與性質主要取決于污水的成分與性質及處理工藝。

周明明等［70］研究養豬廢水處理技術時，應用了廚余垃圾酸化液作為反硝化階段碳源，并與幾款傳統商品碳源的使用效果進行了比較，結果顯示，除了最佳C/N 不一致外，出水的COD 和NH4+-N 均能達標排放。目前有機廢棄物碳源化應用于養殖廢水案例較少，上述研究為有機廢棄物碳源化利用技術應用于養殖廢水提供了技術支撐。此外，吳亞南等［12］在研究廚余發酵液作為外加碳源時發現在城市污泥中投加廚余酸化液后，污泥的相對疏水性降低明顯，由76.5% 下降至58.0%，雖然會延遲動態膜的形成時間，但不影響膜污染過程。

有機廢棄物碳源化技術研究成果歸納如表2所示。

表2 有機廢棄物碳源化技術研究現狀Table 2 Research status of carbon source technology for organic waste

4 總結與展望

4.1 總結

有機廢棄物水解酸化液中含有豐富的易降解有機物，已成為有機廢棄物處置和碳源制備的熱門研究方向。通過查閱文獻可知，有機廢棄物的碳源化利用技術主要集中在通過發酵法利用其酸化液作為替代或輔助碳源，但這項研究還不夠全面，其應用范圍存在一定的局限性。

影響有機廢棄物水解酸化液產生過程的因素主要為pH、溫度、有機負荷、酶、預處理方法等。碳源化過程中的停留時間對于產碳源也存在影響，由于試驗背景不一致，尚不能得到最佳停留時間值，目前有機廢棄物制備的碳源應用研究主要以市政污水居多，對于垃圾滲濾液也有應用研究，且都具有應用前景，對于養殖廢水和污泥的研究還很稀缺。

4.2 展望

目前，針對有機廢棄物碳源化利用技術的研究仍停留于小試、中試階段，可嘗試開展更多的工程規模研究，以逐步實現有機廢棄物制備碳源替代商品碳源的規模化應用，實現有機廢棄物減量資源化及污水廠降本增效的愿景。有機廢棄物厭氧發酵后，發酵液中的有機氮/TN 通常為50%～60%，將其作為碳源后，MBR 出水TN 濃度通常可從175～275 mg/L 下降至10～40 mg/L，對后續污水處理影響較低，但發酵液中的顆粒物對后續污水處理過程可能會有影響，如膜通量問題、出水超標等，因此在不影響碳源化效率的前提下，對于預處理技術的研究有待深入。譬如在厭氧酸化之前對有機廢棄物進行好氧預處理，可以提高有機廢棄物的生物降解性，而且也限制了酸化的有害影響，但是需要根據實際應用情況對成本效益進行評估。就有機廢棄物處置而言，為避免產甲烷化、肥料化和飼料化技術存在的參數難控和銷路局限等問題，碳源化技術將成為有機廢棄物處理的重要途徑。目前，碳源化技術瓶頸在于有機廢棄物水解酸化過程的調控，以及后續發酵液氨氮、磷元素和部分抑制物的去除。在不影響發酵穩定性的前提下，應重點研究如何簡化有機廢棄物碳源制備過程、提升制備效率和降低制備成本，優化碳源化技術過程中相質分離的效率，規避有機廢棄物含油率高導致的油脂組分富集的問題，降低油質對后續工藝的影響，便于外加碳源在污水廠應急治理中的緊急使用，也可拓展有機廢棄物碳源化利用技術應用于工業廢水的研究。