从厨房垃圾中提升营养的循环利用:无氧消化系统和微生物蛋白质生产系统的整合
Qile Zhu1, Kangjian Gao2, Qi Sun2
1College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, China; Department of Environmental Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.
Journal of environmental management
|September 4, 2024
概括
这项研究结合了厨房废物消化和微生物蛋白质生产,实现了高效的生物能源产生和营养回收. 优化的C/N比率提高了微生物蛋白质产量和必需氨基酸生产,证明了系统的有效性.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 环境科学 环境科学
- 废物管理 废物管理
背景情况:
- 厨房垃圾是一个重要的处置挑战.
- 从废物流中回收营养素对于可持续的资源管理至关重要.
- 无氧消化和微生物蛋白质生产提供了潜在的解决方案.
研究的目的:
- 开发一个完整的系统来回收厨房废弃物中的营养.
- 优化系统以提高生物能源和微生物蛋白质生产.
- 评估综合废物再循环系统的经济可行性.
主要方法:
- 设计了一个综合系统,结合了无氧消化 (AD) 和微生物蛋白质 (MP) 生产反应器.
- 厨房垃圾通过生物能源发电的AD子系统进行处理.
- 来自AD的消化剂被用于MP生产子系统.
- 在MP生产子系统中的C/N比率被优化,以改善营养回收和MP产量.
主要成果:
- 该AD子系统实现了高效的生物能源生产 (282.37毫升CH4/gVS) 仍然有大量的 (NH4+-N).
- 该MP生产子系统从消化剂中产生了2.04g/L的微生物蛋白质.
- 优化C/N比率使得NH4+-N回收效率提高了23.08%,MP产量增加了0.24g/L.
- 生产了超过0.7g/L的必需氨基酸,符合料质量标准.
- 与CO2释放和氨基酸生物合成相关的关键酶活性增加了高达55.21%.
结论:
- 集成的AD-MP系统有效地从厨房垃圾中提升营养素.
- 优化的C/N比率显著提高了微生物蛋白质的生产和必需氨基酸的回收.
- 开发的系统证明了经济利能力,为废物管理和资源回收提供了可持续的解决方案.
