蔬菜作物種植量在當前農作物種植中佔有較大比重, 同時由於蔬菜生產的區域性和集中性, 蔬菜生產基地, 加工廠, 中轉運輸站以及城鎮農貿菜市場等地, 會產生大量蔬菜廢棄物. 蔬菜廢棄物有著較高的含水率和有機質含量, 且極其易腐, 不適用於填埋, 焚燒等生活垃圾的主流處理技術. 但是, 其該特點適宜進行厭氧消化處理, 進而獲得生物燃氣清潔能源, 還可以將消化剩餘物用作有機肥料. 在厭氧消化過程中需要面對的問題則是, 蔬菜廢棄物的易腐和高可溶性碳水化合物含量特點, 往往導致酸化, 抑制產甲烷菌, 最終造成厭氧系統失穩和停止產氣, 影響生物燃氣工程的連續穩定運行.
據此, 中國科學院成都生物研究所通過衝擊負荷試驗, 開展了蔬菜廢棄物中溫厭氧消化失穩預警研究. 首先, 對蔬菜廢棄物中溫厭氧消化過程的液相和氣相, 共13個一級參數進行動態連續監測. 然後, 在一級參數的基礎上耦合創製5個二級參數. 最後, 分析共計18個運行參數對負荷衝擊的響應敏銳度, 遴選出甲烷與二氧化碳比值 (CH4/CO2) , 總揮發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作為失穩預警指標, 並確定這5個參數的輕度失穩和重度失穩預警閾值. 研究結果表面, 失穩主要是由於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, 進而導致的厭氧消化系統緩衝能力不足. 研究同團隊認為, 可通過迴流沼液, 添加外源堿度物質或沼氣促進劑等方式, 提高蔬菜廢棄物穩定運行有機負荷率和池容產氣率.
相關研究成果發表在Bioresource Technology上. 該研究得到了國家自然科學基金委, 中科院青促會的資助.
