近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和合肥工業(yè)大學(xué)、中科院水生生物研究所、安徽大學(xué)及安徽建筑大學(xué)組成的科研團(tuán)隊形成了一整套利用餐廚垃圾定向發(fā)酵生產(chǎn)碳源的技術(shù)。定向發(fā)酵生產(chǎn)的碳源可代替甲醇等有機(jī)碳源，將污水處理后達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，相比于使用常規(guī)碳源，成本降低了50%。

　　安徽朱磚井污水處理廠近日利用餐廚垃圾定向發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的有機(jī)碳源，代替常規(guī)使用的甲醇或乙酸鈉，成功實現(xiàn)污水處理廠出水中硝酸鹽氮去除，出水達(dá)到國家一級A廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。餐廚垃圾定向發(fā)酵技術(shù)是在國家水污染控制重大專項支持下，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和合肥工業(yè)大學(xué)共同研發(fā)。

　　污水處理廠提標(biāo)改造，渴求低成本碳源

　　通過污水排放到環(huán)境水體的氨氮，是城市及其周圍湖泊水體氮的主要來源。據(jù)統(tǒng)計，我國去年通過污水排放到環(huán)境水體的氨氮總量為2 2 9 .9萬噸。

　　近幾年，國家和一些地方政府不斷提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)，從原來的一級B標(biāo)準(zhǔn)提高到一級A標(biāo)準(zhǔn)，甚至部分城市要求排放的污水達(dá)到地表Ⅳ類水的標(biāo)準(zhǔn)，降低排放污水中總氮含量是其中最重要的一個指標(biāo)。

　　目前，去除污水中氮主要通過微生物來實現(xiàn)，先將氨氮氧化成硝酸鹽氮，再將硝酸鹽氮還原成氮氣。在硝酸鹽氮還原成氮氣的過程中，微生物需要有機(jī)碳。

　　我國污水中化學(xué)需氧量含量不高，致使污水處理過程中有機(jī)碳源不足。如果要達(dá)到較高的氮去除標(biāo)準(zhǔn)，需要在污水處理過程中添加甲醇或乙酸等有機(jī)碳源，這將增加污水處理成本。

　　初步估算，把污水處理標(biāo)準(zhǔn)從一級B提高到一級A，每噸污水因添加有機(jī)碳源需增加處理成本近0.1元。一個日處理30萬噸污水的處理廠，每年為此增加成本一千多萬元。因此，降低脫氮成本，是污水處理廠實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵之一。

　　研發(fā)餐廚垃圾分離和定向發(fā)酵技術(shù)，使其成為低價碳源

　　針對以上問題，在國家水體污染控制與治理重大專項課題“重點點源氮磷削減與污染控制技術(shù)及工程示范”(編號2012ZX07103-001)支持下，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和合肥工業(yè)大學(xué)、中科院水生生物研究所、安徽大學(xué)及安徽建筑大學(xué)組成的科研團(tuán)隊，積極研發(fā)新型低價碳源，降低污水氮磷排放的處理成本，也為氮的進(jìn)一步減排提供技術(shù)支持。

　　科研團(tuán)隊首先結(jié)合已有技術(shù)成果，對原料來源進(jìn)行論證，確定利用有機(jī)廢棄物作為原料。通過分析不同的有機(jī)廢棄物，發(fā)現(xiàn)餐廚垃圾是一個很好的選擇。據(jù)統(tǒng)計，每年我國餐廚垃圾的產(chǎn)生量達(dá)6000萬噸，其產(chǎn)量大，并且其中有機(jī)碳組分含量高。

　　由于餐廚垃圾組分復(fù)雜，地域、人群不同，餐廚垃圾的組分也不相同。而作為有機(jī)碳源，氮含量不能高，這就要求餐廚垃圾中肉類組分含量也不能高。因此，需要將餐廚垃圾中肉類組分、骨頭、以及其它油脂類物質(zhì)去除。

　　科研團(tuán)隊根據(jù)不同組分餐廚垃圾的特征，研發(fā)出了針對不同組分的餐廚垃圾分離技術(shù)。分離后的餐廚垃圾經(jīng)過發(fā)酵，將半固態(tài)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為液態(tài)的有機(jī)物。但發(fā)酵液中有機(jī)碳濃度過低或生成不易于被微生物利用的碳源，增加了碳源運輸成本，降低了脫氮效率，失去低成本優(yōu)勢。針對這一難題，研究團(tuán)隊研發(fā)出了餐廚垃圾高固含量定向發(fā)酵技術(shù)。

　　目前，研發(fā)團(tuán)隊已形成了一整套利用餐廚垃圾定向發(fā)酵生產(chǎn)碳源的技術(shù)，通過實驗室試驗和朱磚井污水處理廠現(xiàn)場應(yīng)用，其生產(chǎn)的碳源可代替甲醇等有機(jī)碳源。將污水處理后達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，相比于使用常規(guī)碳源，成本降低了50%。這項技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)。

　　某污水處理廠技術(shù)人員介紹說，以前，出水標(biāo)準(zhǔn)從一級B提到一級A后，我們每天都需要添加乙酸鈉來強化脫氮，達(dá)到節(jié)能減排要求，但污水處理的成本明顯增加。利用餐廚垃圾定向發(fā)酵產(chǎn)生的發(fā)酵液作為碳源，能夠大幅度降低我們購買有機(jī)碳源的費用，降低處理成本”。

　　石化廢水處理企業(yè)有興趣

　　污水處理中有機(jī)碳源不足的問題，不僅存在于城市污水處理廠總氮減排過程，一些工業(yè)污水，如一些化工或石化企業(yè)廢水，本身就缺乏碳源，需要從外部添加有機(jī)碳源，才能保證污水生物處理的正常運行。

　　業(yè)內(nèi)人士表示，利用餐廚垃圾定向發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)碳源，將能夠幫助降低廢水處理成本，實現(xiàn)節(jié)能減排。這種技術(shù)已引起一些工業(yè)污水,特別是石化行業(yè)廢水處理廠家的興趣，正在進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移洽談和合作。

　　目前，餐廚垃圾處理本身也是一個市政難題，將餐廚垃圾定向發(fā)酵，生產(chǎn)有機(jī)碳源，用于污水的脫氮處理，既實現(xiàn)了污水處理的節(jié)能減排，又實現(xiàn)了餐廚垃圾的資源化利用。