城市环境所在沼渣与飞灰协同资源化处置研究方面取得进展

厌氧发酵沼气技术是餐厨垃圾集约化与资源化处置的主流工艺之一，其利用微生物的代谢作用实现餐厨垃圾减容减量及能源化利用，同时产生大量发酵固相残余物——沼渣。沼渣含有较多污染环境的物质，如未降解有机物、高盐分、病原体、抗生素及重金属（HMs）等，因此，如何实现沼渣的科学处置是制约厌氧消化工程快速发展的关键环节。

近年来，中国科学院城市环境研究所城市矿产绿色开发研究组（余广炜研究组）专注于沼渣资源化利用这一问题，开展沼渣分质低碳资源化利用工艺及产品方案研发，并取得进展。研究开发出热解炭化技术将沼渣在缺氧或绝氧条件下高温转化为生物炭，实现有机物和病原菌快速消减、重金属稳定固化等目标，所得生物炭产品经深加工，初步展现出高效脱色、快速吸附抗生素及溶盐资源回收等良好应用潜力【《化工学报》，2021, 72(10): 5344-5353】。研究还针对沼渣脱水困难这一问题，创新性地引入垃圾焚烧飞灰与其协同处置，一方面利用沼渣水热工艺实现飞灰脱盐脱毒、重金属稳定固化并消减二噁英类污染物；另一方面利用飞灰实现沼渣高效调理脱水与脱水产物协同资源化利用，以解决飞灰与沼渣低成本处理难题。在温度180℃、时间30min的水热条件下，添加10%飞灰可明显提高沼渣协同脱水效果，NCST明显下降，离心固含率提高了84.53%；飞灰促进沼渣中松散结合（LB-EPS）和紧密结合（TB-EPS）的胞外聚合物向可溶性胞外聚合物（S-EPS）进行转化，是提高沼渣脱水性能的重要原因之一。此外，协同水热处理使飞灰中二噁英降解脱毒率超过90%，重金属稳定固化，脱水产物可用于制备陶粒等建材产品从而实现资源化，这为有机固废与危废的协同资源化处置提供了新思路。

相关研究成果以Synergistic hydrothermal treatment of food waste digestate residues and incineration fly ash: dehydration performance and heavy metals safety为题，发表在Reaction Chemistry & Engineering上。研究工作得到国家重点研发计划的支持。

论文链接

沼渣与飞灰协同水热脱水机制