隨著農村產業(yè)結構的調整，蔬菜作物的種植量在農作物中所占的比重降越來越大。蔬菜生產具有區(qū)域性和集中性,尤其在蔬菜生產基地、加工廠、中轉運輸站以及城鎮(zhèn)農貿菜市場，會產生大量蔬菜廢棄物。我國每年產生的蔬菜廢棄物高達1億t。蔬菜廢棄物的特點是含水率和有機質含量高，且極其易腐，不適合現(xiàn)有填埋、焚燒等生活垃圾主流處理技術。但是，該特點適宜進行厭氧消化處理，通過厭氧消化處理，不僅可以獲得清潔能源，生物燃氣，還可以將消化剩余物用作有機肥。然而，由于蔬菜廢棄物的易腐和可溶性碳水化合物含量較高的特點，其在厭氧消化過程中極易酸化，抑制產甲烷菌，最終導致厭氧系統(tǒng)失穩(wěn)和停止產氣，影響生物燃氣工程的連續(xù)穩(wěn)定運行。 
針對蔬菜廢棄物厭氧消化容易酸化失穩(wěn)的問題，中國科學院成都生物研究所李東博士通過沖擊負荷試驗開展蔬菜廢棄物中溫厭氧消化失穩(wěn)預警研究。首先，對蔬菜廢棄物中溫厭氧消化過程的液相和氣相總共13個一級參數(shù)進行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測；其次，在一級參數(shù)的基礎上耦合創(chuàng)制5個二級參數(shù)；最后，分析這18個運行參數(shù)對負荷沖擊的響應敏銳度，找出甲烷與二氧化碳比值（CH4/CO2）、總揮發(fā)性脂肪酸與碳酸氫鹽堿度比值（VFA/BA）、丙酸、正丁酸和異戊酸等5個預警能力較強的參數(shù)作為失穩(wěn)預警指標，并確定了這5個參數(shù)的輕度失穩(wěn)和重度失穩(wěn)預警閾值。本研究還對失穩(wěn)機制進行了分析，失穩(wěn)主要是由于較高可溶性碳水化合物和較低氨氮的原料特性造成的碳酸氫鹽堿度不足，導致的厭氧消化系統(tǒng)緩沖能力不足，該研究同時還指出了可以通過回流沼液、添加外源堿度物質或沼氣促進劑來提高蔬菜廢棄物穩(wěn)定運行有機負荷率和池容產氣率。該研究為我國蔬菜廢棄物生物燃氣或生物天然氣工程的穩(wěn)定運行提供保障。
本研究得到了國家自然科學基金、中國科學院青年創(chuàng)新促進會人才項目的支持。相關成果“Instability mechanisms and early warning indicators for mesophilic anaerobic digestion of vegetable waste”為題發(fā)表在Bioresource Technology期刊上.
蔬菜殘渣
