李季-餐廚廢棄物資源化處理減排固碳潛力.pdf

《李季-餐廚廢棄物資源化處理減排固碳潛力.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《李季-餐廚廢棄物資源化處理減排固碳潛力.pdf（55頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、餐廚廢棄物資源化處理及減排固碳潛力中國農業大學有機循環研究院（蘇州）2024年 11月 10 日匯報人：李 季 教授杭 勝 博士后一問題與思路二關鍵技術研究三典型案例分析四未來展望PART 01問題與思路我國城鄉有機廢棄物產生量大、種類多、循環利用率低55億噸億噸40%60%全國每年產生量總體還田率總體利用率中國主要有機廢棄物養分資源貯量2019年，有機廢棄物總產生量約為22億噸（干重），2015年養分儲量折合N元素約3000萬t、P2O5約1500萬t和K2O約3000萬t，超過全年化肥養分的使用總量（約6400萬噸）。中國主要有機廢棄物的產生量（干重）1.問題與思路有機廢棄物處理技術比較P

2、revention:廢物產生的預防Minimization：廢物產生的最小化（通常屬于 Prevention的范疇）Reuse：產品再使用Recycling：廢棄物資源回收Energy recovery：廢棄物能源回收Disposal：廢棄物填埋可接受優先級低高基于生物轉化的有機廢棄物處理技術具有更高的可持續性1.問題與思路 我國餐廚廢棄物資源化處理能力較弱，處理缺口大十三五全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃中指出，到十三五末，餐廚處理能力需達餐廚處理能力需達3.44萬噸萬噸/日日。2017年全國日均產生量年全國日均產生量 27.3萬噸萬噸2017年日均處理量年日均處理量2.5萬噸萬噸處理

3、量不足10%1.問題與思路 餐廚廢棄物的界定及其特點餐廚廢棄物餐廚廢棄物是食物垃圾中最主要的一種,包括家庭、學校、食堂及餐飲行業等產生的食物加工下腳料（廚余）和食用殘余（泔腳）。據估計，生產的糧食總量中有 30-50%被丟棄或者未被消費，對環境造成巨大影響：一是消耗了水、土地、能源和其他自然資源，二是處理廢棄物產生的處置成本以及對全球溫室氣體(GHG)排放的貢獻。餐廚餐廚廢棄物廢棄物含水高含鹽高有機物含量高養分含量高病原菌多易腐處理難度大、但資源化潛力高！處理難度大、但資源化潛力高！1.問題與思路餐廚廢棄物生物轉化主流技術無害減量能源替代固碳減排與化肥替代飼料替代飼料化+其他 3.3%厭氧發酵

4、76.1%全國全國主流工藝占比好氧發酵14.1%昆蟲生物轉化 6.4%化化化有機廢棄物有機廢棄物處理利用任重道遠（中國城市環境衛生行業年度發展研究報告，2015-2016；王凱軍，2020）1.問題與思路資源化利用技術特點投資成本運行成本占地面積處理/產品周期臭味控制所得產品工藝復雜程度應用占比存在問題碳排放kg CO2e厭氧發酵產生清潔能源，無二次污染；但工程投資大，運行成本高，產生沼液需要合理處置。高高大，2.5-3萬m2/(500t/d)較短/7-15d優甲烷等生物質能源高高沼液、沼渣需合理處置54好氧發酵可生產富含腐殖質和營養元素的土壤改良劑或優質肥料，操作簡單，管理方便；但占地面積大

5、，且傳統堆肥周期長，通常在30d以上。較高較高較大，5-12萬m2/(500t/d)較長/30d良有機肥或土壤改良劑低，易推廣較高傳統堆肥周期長94飼料化可產生含有高活性蛋白的生物飼料，占地??；但所生產的動物飼料存在安全隱患。低較低較小，1.2-2萬m2/(500t/d)短/2-7d良高活性蛋白生物飼料較低較低動物飼料存在安全隱患-昆蟲生物轉化在制備高附加值蟲源蛋白的同時，避免了同源性污染；但昆蟲生長條件需要嚴格控制。較低低較小較長/15d良昆蟲源蛋白較低低昆蟲生長條件要求嚴格154主流生物轉化技術比較1.問題與思路*注：碳排放核算數據來自實際處理中心的處理過程。其中厭氧發酵為山東處理中心（日

6、處理量注：碳排放核算數據來自實際處理中心的處理過程。其中厭氧發酵為山東處理中心（日處理量450450噸），好氧發酵為蘇州某處理中心噸），好氧發酵為蘇州某處理中心（日處理量（日處理量4040噸），昆蟲轉化來自上海某處理中心（日處理量噸），昆蟲轉化來自上海某處理中心（日處理量2020噸）。噸）。雙碳背景下，餐廚廢棄物資源化處理模式歐歐盟盟美美國國2021年，我國生活垃圾焚燒處理量焚燒處理量達到1.80億噸，占城市生活垃圾無害化處理量的72.6%，遠高于美國及歐盟的水平。垃圾焚燒垃圾焚燒并不是一種最優的綠色低碳循環處理方式，回收利用及堆肥回收利用及堆肥是垃圾處理實現綠色低碳循環發展的重要方向。中國中

7、國1.問題與思路踐行生態文明、實現3060目標填埋焚燒1.問題與思路PART 02餐廚資源化處理關鍵技術研究餐廚資源化處理：有機肥料主要科學問題創新點快速堆肥微生物強化機制不清工業化適用性堆肥工藝及技術缺乏核心裝備缺乏自動化程度低創建適用于復雜底物高效降解功能菌株篩選與構建的關鍵技術構建了適應不同有機廢棄物的高效堆肥技術體系研發了連續動態槽式、密閉式反應器等工業化堆肥裝備體系構建了國內最大的好氧堆肥菌種資源庫，闡明了堆肥全過程微生物強化的基本途徑和機制研制出針對工業化堆肥發酵升溫慢、低溫啟動難、產品品質低等技術瓶頸的系列復合微生物菌劑研制出系列鏈板式翻堆機等核心設備，集成開發出國內外首套連續動

8、態槽式堆肥系統研制了一體化密閉式筒倉反應器和生化處理機，高濕有機廢棄物快速就地處理需求，打破國外設備在我國的技術壟斷研發出基于輔熱生物干化-好氧發酵工藝技術體系，為高濕有機廢棄物快速脫水就地高效腐熟提供技術支撐研發出分段式曝氣、分層曝氣和攪拌協同的關鍵技術，為有機廢棄物規?；凼?、筒倉堆肥生產提供了支撐快速生物干化-好氧發酵關鍵技術與裝備研發及應用總體技術路線2.關鍵技術研究VT1000 發酵生產車間VT1000 堆肥接種劑VT1000 堆肥接種劑中9株菌種構成及掃描電鏡序序列列 中中文文 拉拉丁丁文文 掃掃描描電電鏡鏡 VT1 沼沼澤紅紅假假單單胞胞菌菌 Rhodopseudomonas p

9、alustris VT3-1 植植物物乳乳桿桿菌菌 Lactobacillus plantarum VT3-2 嗜嗜酸酸乳乳酸酸桿桿菌菌 Lactobacillus acidophilus VT3-3 巨巨大大芽芽胞胞桿桿菌菌 Bacillus megaterium VT2 白白淺淺灰灰鏈鏈霉霉菌菌 Streptomyces albogriseus VT6 白白地地霉霉 Geotrichum candidum VT5-1 黑黑曲曲霉霉 Aspergillus niger VT5-2 綠綠色色木木霉霉 Trichoderma viride VT9 釀釀酒酒酵酵母母 Saccharomyces c

10、erevisiae 3月6月9月12月3月6月9月12月 VT6VT1VT3-1VT3-2VT2VT3-3VT5-1VT9細菌真菌VT1000 保存1年期DGGE復合菌系菌種共存情況VT5-2堆肥高溫期可延長2天氮素損失減少50%以上（ZL 200610078588.8；李銀金，2007）2005年3月18日由劉更另院士等鑒定VT菌劑的研制與產業化達到國際先進水平堆肥接種菌劑VT1000加速啟爆升溫2.關鍵技術研究第一步促腐殖化真菌的發掘文獻分析第三步解析黃孢原毛平革菌劑的作用機制第二步黃孢原毛平革菌劑的堆肥效果接 種接 種 5 黃 孢 原 毛 平 革 菌黃 孢 原 毛 平 革 菌（Phane

11、rochaete chrysosporium）提升堆肥總腐殖質和腐殖酸含量提升堆肥總腐殖質和腐殖酸含量12%47%和和15%90%接種接種平革菌屬平革菌屬（Phanerochaete）主要主要刺激刺激踝節菌屬踝節菌屬（Talaromyces），增加增加木質素過氧化物酶木質素過氧化物酶、錳過氧化物酶錳過氧化物酶、漆酶活性漆酶活性平革菌屬平革菌屬（Phanerochaete）、鬼傘屬鬼傘屬（Coprinopsis）和踝和踝節菌屬節菌屬（Talaromyces）是腐是腐殖化過程的優勢菌屬殖化過程的優勢菌屬，或能或能促進堆肥腐殖化過程促進堆肥腐殖化過程（徐智等，2019；Chen et al.，201

12、9）利用真菌促進堆肥腐殖化進程2.關鍵技術研究0246810468101214油脂含量(%)時間(d)CK T1 T2 T3024681030354045505560657075溫度()時間(d)室溫 CK T1 T2 T3基于宏基因組學的菌劑研發基于傳統方法的菌劑研發利用宏組學耦合傳統篩選的功能微生物篩選方法已獲得菌種資源5000余株VT菌劑WH菌劑（T2）010203040506070801357911131517192123溫度堆肥時間(d)雞糞+秸稈空白加菌環境溫度020406016121824堆肥時間(d)GI%雞糞+秸稈加菌雞糞+秸稈不加菌02040608019182736堆肥時間

13、(d)GI%雞糞+鋸末加菌雞糞+鋸末不加菌6.877.27.47.67.888.28.48.68.816121824堆肥時間（d）pH值雞糞+秸稈加菌雞糞+秸稈不加菌66.577.588.5919182736堆肥時間（d）pH值雞糞+鋸末加菌雞糞+鋸末不加菌促進高溫期延長；促進有機碳分解和全氮的保持；縮短堆肥周期，加速腐熟。促進快速啟動，提前進入高溫期；緩解酸性pH，pH更快達標；促進核心菌群的富集，促進油脂降解和微生物耐鹽。024681045678910pH時間(d)CK T1 T2 T3接種菌劑研發策略及多元菌劑產品2.關鍵技術研究高濕有機廢棄物（如豬糞、餐廚、廚余、水草等）工藝思路生物強

14、化接種（Wei et al，2021）研發生物干化好氧發酵關鍵技術工藝生物干化快速脫水促升溫進入高溫期菌劑、曝氣、添加劑協同實現好氧發酵促腐2.關鍵技術研究Qbio：微生物降解產熱量；qh：外源加熱輸入能量；Hdryairin：干空氣輸入能量；Hswaterin：物料水分輸入能量；Hsin：物料干物質輸入能量；Hsout：物料干物質輸出能量；Hswaterout：物料水分輸出能量；Hdryairout：干空氣輸出能量；Qturnning：翻堆損失能量；Hvapourout：物料水分升溫耗熱量；qz：反應器熱損失；Qevap：水分汽化潛熱量。熱平衡水平衡輔熱生物干化水分去除率與熱干化無顯著差異，

15、但耗電量顯著降低，單位水分去除能耗約1.2 kw h kg-1（張利萍等，2022）研發生物干化好氧發酵關鍵技術工藝輔熱生物干化生物熱能利用效率超過 65%，0.5 L kg-1DM min-1曝氣生物產熱最高輔熱生物干化較傳統生物干化可提升體系溫度和脫水效率，促進生物啟爆2.關鍵技術研究輔熱生物干化產物直接進行好氧發酵69天可達到發芽指數腐熟標準。采用熟料回用和保氮除臭復合添加劑（過磷酸鈣、鳥糞石、鉬酸銨、硫粉等）不僅可以實現氨氣減排近60%、H2S減排近90%，還可以進一步縮短腐熟時間（3天內達到有機肥料GI標準），但限于添加劑成本還需進一步優化工藝。0123456789101112131

16、41504080120160200240H2S累積排放量(mg kg DM-1)時間(d)CK 鉬酸銨+亞硝酸鈉 腐熟回料 聯合添加（范鑫祺等，2022；常遠等，2022）研發生物干化好氧發酵關鍵技術工藝2.關鍵技術研究建立全國農業有機廢棄物理化性質數據庫（李季，彭生平 堆肥工程實用手冊）系統研究不同農業廢棄物堆肥過程和工藝參數（龔建英，2012；勞德坤，2014；蔡東，2015；杜鵬祥，2015；馬玉奎，2015；王騫，2016）開發堆肥配方軟件（堆肥自動控制軟件V2.0）構建全國農業有機廢棄物理化性質數據庫，開發堆肥配方軟件；針對不同堆肥工藝，構建集中收集、統一處理的臭氣處理系統。內部集中

17、收集外部統一處理生物濾池槽槽式式反反應應器器臭氣處理系統水洗塔生物濾池光催化氧化系統內部集中收集外部統一處理研發堆肥配方軟件和臭氣處理技術體系2.關鍵技術研究單位物料日均脫水量提升23.01%確定通風參數：曝氣量確定通風參數：曝氣量0.050.20 m3 min-1 m-3；曝氣時曝氣時間間隔為升溫期間間隔為升溫期15min、高溫期、高溫期30min、降溫期、降溫期60min建立堆肥理論通風量計算模型，確定分段式曝氣模式和通風參數出料含水率本項目本項目國內外同類技術國內外同類技術35.7129.030510152025303540連續動態槽式連續動態槽式強制通風靜態槽式強制通風靜態槽式水分去除

18、量（公斤水分去除量（公斤/m3/天）天）（畜禽糞便堆肥技術規范 NY/T 3442-2019；王輝等，2006）槽式堆肥分段曝氣快速脫水關鍵技術2.關鍵技術研究 脫水效率提高了1倍以上 發酵產物含水量降至45%以下 一次發酵時間縮短至15天 產物養分含量提高15.3%以上構建了分層曝氣和攪拌協同的密閉式反應器快速堆肥技術體系分層曝氣和攪拌協同維持反應器上、中、下層的相對高溫有利于物料的脫水攪拌方式為間歇式，攪拌頻率為每小時1520min；上層采用間歇曝氣，參數為每立方米0.100.15 m3 min-1；中層和下層均采用連續曝氣，參數分別為0.150.2 m3 min-1和0.200.25 m

19、3 min-1。52.35 74.45 020406080其他研究其他研究本項目本項目水分去除量（公斤水分去除量（公斤/m3/天）天）每m 物料日均脫水量提升42.22%其他研究：林昌源和金元淑，2015；李星，2015；Zhang et al.,Bioresources Technology,2016；Liu et al.,Journal of Cleaner Production,2020本項目：徐鵬翔，2019；王越，2018；侯超等，2017；王越，2020中控系統操作界面堆肥技術實現高水分物料快速脫水反應器分層曝氣和攪拌協同技術體系（徐鵬翔，2018）2.關鍵技術研究 實現了物料移動

20、，突破了由序批式堆肥向動態堆肥的難題；增強了物料翻拋深度（由0.6-1.5米提升為1.5-1.7米），解決了槽內翻拋死角難題。突破了人工混料均勻度與精準度低的行業難題；突破了人工布料效率低、連續性差的難題。突破溫度、水分、氧含量以及車間的溫度、濕度、硫化氫、氨氣生產參數實時檢測、自動控制、連續采集、自動分析的行業難題。引領我國槽式堆肥工藝向規?；?、自動化和精準化方向發展1999201020112012撥齒式翻拋機系列鏈板式翻堆機智能監測綜合探桿中央控制系統雙軸槳葉混料機系列自動布料機結構圖連續動態槽式系統（ZL201822275781.1、ZL201822252429.6、ZL20192166

21、5464.9、ZL201610965110.0；自動控制軟件V2.0）自主研發了槽式堆肥核心裝備2.關鍵技術研究鏈板式翻堆機結構圖鏈板式翻堆機實物圖（企業標準鏈板式翻堆機Q/VTFDJ0001-2016，VTFDL-4B鏈板式翻堆機檢驗報告；ZL 201610965109.8）鏈板式翻堆機性能鏈板式翻堆機檢驗報告對比內容對比內容本成果裝備本成果裝備德國巴庫斯德國巴庫斯裝備裝備對比結果對比結果（本成果優勢）（本成果優勢）工藝類型工藝類型連續動態槽式連續動態槽式堆肥堆肥動態槽式堆動態槽式堆肥肥連續傳輸物料連續傳輸物料實現自動化運行實現自動化運行發酵時間發酵時間15天天28天天發酵時間縮短發酵時間縮

22、短13天天發酵效率提高發酵效率提高53.5%單位面積年廢單位面積年廢棄物處理量棄物處理量19.2 t/m2 年年9.2 t/m2 年年單位面積年廢棄物單位面積年廢棄物處理能力提高處理能力提高109%核心設備翻堆核心設備翻堆機的價格機的價格65萬萬700萬萬翻堆機價格僅為巴庫斯翻堆機價格僅為巴庫斯翻堆機價格的翻堆機價格的9.2%。設備功率設備功率49KW121KW設備功率提升設備功率提升59.5%處理能力處理能力400m3/h400m3/h處理能力相當處理能力相當可精確控制物料移動距離可精確控制物料移動距離自主研發了槽式堆肥核心裝備（鏈板式翻堆機）2.關鍵技術研究實驗室模擬反應器（30L）實驗室

23、反應器小試（100L）密閉反應器 中試（25m3）立式筒倉堆肥反應器推廣（90m3）(徐智，2009；李國強，2010；侯超，2016；徐鵬翔，2019)完成了密閉式反應器（小試-中試-轉化-推廣）的逐級放大與實際應用研究密閉保溫人工曝氣通氧機械攪拌翻堆溫-濕-氧探頭技術突破實現進出料自動化管理溫感曝氣和除臭設備分層攪拌設備高度集成的一體化設備系統2007年2008年2014年2017年研發了密閉式筒倉反應器2.關鍵技術研究筒倉式反應器性能指標（企業標準筒倉堆肥反應器Q/VTFY0010-2018；（NW201812040）VTFYT-90型筒倉堆肥反應器）密閉式筒倉反應器結構圖與實物圖密閉式

24、筒倉反應器實物圖筒倉反應器檢驗報告對比內容對比內容本成果反應器本成果反應器COMPO反應器反應器對比結果對比結果（本成果優勢）（本成果優勢）處理能力處理能力8噸噸/天天6噸噸/天天處理能力提高處理能力提高25%智能控制智能控制具有溫度、氧具有溫度、氧氣、水分、氨氣、水分、氨氣檢測儀并自氣檢測儀并自動保存監測數動保存監測數據據具有溫度監具有溫度監測探頭測探頭溫溫-氧氧-水聯動調控及臭氣實時水聯動調控及臭氣實時監測；反應器進料、攪拌、出監測；反應器進料、攪拌、出料、曝氣和排氣等功能的智能料、曝氣和排氣等功能的智能控制控制設備功率設備功率37.6KW45.3KW節省能耗節省能耗17%熱量回收熱量回收

25、可循環回收發可循環回收發酵產生的熱量酵產生的熱量無此功能無此功能經換熱器后可使曝氣溫度升高經換熱器后可使曝氣溫度升高1520設備價格設備價格170萬萬280萬萬價格僅為價格僅為COMPO價格價格60%溫室氣體減溫室氣體減排排可減排可減排60%以以上上無相關研究無相關研究降低甲烷、氧化亞氮和氨氣排降低甲烷、氧化亞氮和氨氣排放放61.1%、73.2%、65.2%。研發了密閉式筒倉反應器2.關鍵技術研究分選和預處理裝置智能控制系統臭氣回收裝置熱能回流裝置電機（傳動裝置）加熱板橫軸（攪拌軸）進氣口出氣口扇葉觀察口出料口提升機操作界面一體化處理不同類型農業有機廢棄物熱能回流提升裝備能效輔助加熱裝置耦合智

26、能控制系統強化微生物代謝促進快速脫水解決高濕物料難發酵、快速脫水能耗高的難題生化處理機（現場圖）去除1kg水，耗電1.289kw h處理2d出料含水率達到45%以下生化處理機（模式圖）生物干化反應器生物干化反應器內部結構圖及其裝備組件對比內容對比內容本設備本設備國內同行設備國內同行設備干化周期干化周期12 d34 d成品含水率成品含水率45%50%脫水能耗脫水能耗（kw h/1kg水）水）1.11.21.72.0處理成本處理成本（元（元/t）350420500650日均處理量日均處理量0.81.0 t0.50.7 t以2000 kg生化處理機為例（ZL2015207415443；ZL20202

27、15309447；ZL2013204606952；ZL2020215309447；ZL2014208727556）研發了輔熱生物干化處理設備系統2.關鍵技術研究餐廚資源化處理：飼料飼料原料供應日益短缺飼料原料供應日益短缺 我國肉、蛋、奶等產品的需求數量和品質要求不斷提高；畜牧養殖業的生產能力和市場規模也隨之快速增長 2022年，我國飼料的總消費量約為3.8億噸，已占到當年糧食總產量的48%，未來占比勢必超過超過50%大關大關，這必將對我國的糧食安全造成影響 飼料生產過于依賴糧食原料，不但對飼料供應安全造成隱患，同時也必將會面臨飼料生產增長瓶頸蛋白質資源缺口問題日益緊迫，開發新型飼料蛋白源新型飼

28、料蛋白源并進行高效利用成為了解決這個問題的關鍵所在2.關鍵技術研究餐桌剩余物餐桌剩余物潛在的飼料原料潛在的飼料原料有機質有機質粗蛋白（干基）粗蛋白（干基）粗脂肪粗脂肪粗纖維粗纖維含水量含水量含油率（濕基）含油率（濕基）含鹽率含鹽率80100143015302.0730.7709031我國廚余垃圾組成成分（單位：%；包括了餐前和餐后）城市城市含水率（含水率（%）有機質（有機質（g/kg）粗蛋白（粗蛋白（%）粗脂肪（粗脂肪（%）含油量（含油量（%）鹽分（鹽分（%）北京市北京市74.3480.2125.8624.773.120.36天津市天津市70.9985.6424.325.962.630.7重慶

29、市重慶市85.0792.6614.4517.021.960.24蘇州市蘇州市84.4382.9821.829.33.280.7杭州市杭州市74.9491.516.4624.312.091.32我國每年的廚余廢棄物干物質含量相當于我國每年的廚余廢棄物干物質含量相當于500500萬噸優質飼料，相當萬噸優質飼料，相當于于10001000萬畝耕地的能量產出。萬畝耕地的能量產出。2.關鍵技術研究挖掘新型蛋白資源，減少豆粕依賴挖掘新型蛋白資源，減少豆粕依賴2022 農業農村部在北京、上海等農業農村部在北京、上海等10個城市組織開展餐桌剩余食物飼料個城市組織開展餐桌剩余食物飼料化定向使用試點化定向使用試點全

30、年共收集處理餐桌剩余食物1.6萬噸，生產飼料產品7000噸，定向用于蛋雞養殖，應用效果良好。2023.3 餐桌剩余食物飼料化利用試點生產企業正式授牌現場會在上海餐桌剩余食物飼料化利用試點生產企業正式授牌現場會在上海進行進行2023.4 農業農村部農業農村部飼用豆粕減量替代三年行動方案飼用豆粕減量替代三年行動方案飼料中豆粕用量占比每年下降0.5個百分點以上，到2025年要降至13%以下。預計減少豆粕用量680萬噸（大豆870萬噸）。在35個大中城市收集餐桌剩余食物，預計可轉化成飼料蛋白餐桌剩余食物，預計可轉化成飼料蛋白70萬噸萬噸。2.關鍵技術研究微生物轉化餐桌剩余物生產蛋白飼料微生物轉化餐桌剩

31、余物生產蛋白飼料原料滅菌原料滅菌菌種篩選菌種篩選裝備研制裝備研制工藝開發工藝開發產品應用產品應用其他：昆蟲轉化、藍藻蛋白其他：昆蟲轉化、藍藻蛋白2.關鍵技術研究發酵工藝發酵工藝好氧固態發酵好氧固態發酵2.關鍵技術研究歐姆加熱滅菌技術具備耗時短、耗能少、滅菌效果好等優點，適合用于小量餐廚廢棄物滅菌處理中微波加熱對餐廚廢棄物進行滅菌處理時,出現加熱不均、滅菌效果較差原料滅菌方式原料滅菌方式 歐姆歐姆 微波微波 蒸汽蒸汽蒸汽加熱滅菌效果好效果好，適合規?；幠；幚?，成本降低。100以上，以上，30 min2.關鍵技術研究獲得具有低溫生長快、耐高鹽等性狀優良的酵母菌獲得具有低溫生長快、耐高鹽等性狀優

32、良的酵母菌利用梯度稀釋滴板培養，篩選出了具有耐鹽、低溫生長性能好等優良性狀的酵母菌株33068梅山TP-4CWYS.cJH-105107 106 105 104 107 106 105 104 107 106 105 104 從菌種中心、釀造食品（酒糟、甜胚子、酸菜等）中分離出多株酵母菌 從漿水等食品中分離出乳酸菌 從自然生境分離出芽孢桿菌。2.關鍵技術研究微生物發酵制備發酵蛋白飼料微生物發酵制備發酵蛋白飼料制種發酵干燥、粉碎正交優化后最佳發酵條件：2%（v/w）接種量，60%初始含水量，3種酵母混菌(Sc:Cu:Yl=3:2:1,v/v/v)。發酵飼料粗蛋白含量25.12%，酸溶蛋白含量為5

33、.16%。2.關鍵技術研究酵母菌發酵餐桌剩余物的性能評價酵母菌發酵餐桌剩余物的性能評價S.cerevisiae（Sc）、C.utilis（Cu）、Y.lipolytica（Yl）；107 cfu/mL；好氧固態發酵；優化的最佳發酵條件：即2%（v/w）接種量，Sc:Cu:Yl=3:2:1、初始含水量60%，C/N=27；發酵飼料粗蛋白25.14%，酸溶蛋白含量為5.16%，顯著高于對照；谷胱甘肽（GSH）含量、蛋白酶和淀粉酶活力顯著增加；AFB1、ZEN、DON降解率分別是63.83%、77.52%、80.16%。指標發酵前發酵后Crude protein（%）17.140.12%25.140

34、.20%Acid-soluble protein（%）2.140.04%5.160.02%Crude fat（%）2.340.01%0.740.02%GSH（g/g）350.085.7571.7853.99Protease（U/g）7.580.5568.481.35Amylase（U/g）2.990.069.020.09AFB1（g/kg）5.940.081.070.07ZEN（g/kg）44.210.425.851.25DON（mg/kg）0.370.120.080.01Yeast6.3106 CFU/g9.84109 CFU/gE.coli-3 MPN/gSalmonella-not de

35、tected2.關鍵技術研究餐桌剩余物營養成分等指標測定餐桌剩余物營養成分等指標測定中國農業大學蘇州有機循環研究院食堂收集，2020-2022，多次測定值的范圍項目項目含量含量限定值限定值粗蛋白（%）15.62%31.36%20%粗脂肪（%）2.34%4.86%-水分（%）78.57%85.81%12%灰分（%）3.25%4.07%15%總糖（%）13.48%21.98%-還原糖（%）8.8%11.2%-黃曲霉毒素B1（AFB1）1.926.02 g/kg10 g/kg玉米赤霉烯酮（ZEN）3.3844.68 g/kg0.1 mg/kg脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）0.060.36 mg/kg1

36、 mg/kg2.關鍵技術研究餐桌剩余物發酵蛋白產品指標測定餐桌剩余物發酵蛋白產品指標測定項目發酵蛋白粉豆粕總能,MJ/kg17.1617.79干物質,%79.6187.40粗蛋白質,%31.7243.26粗脂肪,%15.611.09中性洗滌纖維,%32.5318.77酸性洗滌纖維,%12.149.79粗灰分,%9.745.87項目發酵蛋白粉豆粕能值,MJ/kg消化能,MJ/kg15.7215.78代謝能,MJ/kg15.4914.76表觀全腸道消化率，%總能，%77.5188.10干物質，%77.9784.21有機物，%82.5384.13粗蛋白質，%77.2387.77粗脂肪，%46.237

37、0.38中性洗滌纖維，%36.1576.81酸性洗滌纖維，%29.5767.79李芩萍，2021；中國農業大學動物營養所，2023。表表1 發酵蛋白的營養組成（發酵蛋白的營養組成（DM,%）表表2 發酵蛋白的能值及消化率（發酵蛋白的能值及消化率（%）2%接種量，發酵產物的酸溶蛋白含量顯著增加，達到 4.25%,增長率為178.72%.2.關鍵技術研究發酵有效降解霉菌毒素發酵有效降解霉菌毒素GroupNameAFB1(黃曲霉毒素黃曲霉毒素)ZEN(玉米赤霉烯酮玉米赤霉烯酮)DON(嘔吐毒素嘔吐毒素)Content（g/kg）Degradation rate（%）Content（g/kg）Degr

38、adation rate（%）Content（mg/kg）Degradation rate（%）ProportionA3.870.1934.85%16.514.3553.58%0.250.0731.95%B2.710.2954.44%12.092.0063.59%0.240.0234.41%C3.210.0745.89%10.746.8766.65%0.200.0345.03%D2.630.2155.80%6.908.8975.33%0.160.0355.45%E2.760.3253.60%7.299.5574.43%0.180.0550.34%F2.890.4351.27%15.348.41

39、56.22%0.20.0644.90%Inoculum1%2.530.457.45%18.028.5050.18%0.150.0659.31%2%2.160.3263.70%6.052.3677.24%0.070.0180.16%4%2.150.3263.83%5.930.9077.52%0.100.0574.16%5%2.840.2052.24%9.634.2269.15%0.180.0450.02%Water content40%3.110.4847.58%11.643.3564.60%0.120.0367.21%50%3.590.1439.57%6.133.2577.07%0.300.0

40、217.66%60%2.900.0451.10%11.603.4764.70%0.210.0144.52%65%3.770.1836.51%13.196.1761.09%0.320.0414.57%DON最大降解率為80.16%AFB1最大降解率為63.83%ZEN最大降解率為77.52%2.關鍵技術研究PART 03典型案例分析3.典型案例分析工藝路線圖工藝路線圖 項目設計處理能力40噸/天，年產有機肥5000噸。工藝路線：預處理系統（物料接收大物質分揀破碎脫水）生物干化生物干化+高溫好氧發酵高溫好氧發酵液肥生產+生物除臭+有機肥加工。采用密閉槽式堆肥反應器，大大減少了堆肥過程中溫室氣體排放

41、減少了堆肥過程中溫室氣體排放。工藝流程展示工藝流程展示環太湖首個有機廢棄物處理利用示范中心（蘇州）環太湖首個有機廢棄物處理利用示范中心（蘇州）餐廚發酵工藝示范工程3.典型案例分析 發酵工藝及關鍵技術（1 1）生物干化）生物干化+好氧發酵工藝好氧發酵工藝針對餐廚高濕有機廢棄物特性，研發了“生物干化+好氧發酵”快速成肥工藝，實現7 7-1010天天制肥。（2 2）筒倉式好氧堆肥反應器）筒倉式好氧堆肥反應器有機廢棄物肥料化有機廢棄物肥料化/生物炭基肥料化工藝生物炭基肥料化工藝技術路線圖技術路線圖集成了自動進出料、微生物接種、在線數據監測與智能調控等功能，實現了設備的一體化；發酵周期為發酵周期為6-7

42、 d，單臺日處理量5-10噸。堆體溫度可維持在65-75，最高可到85。2、典型案例分析筒倉反應器 生化機2-3M-0106為臥式的U型發酵倉結構，主體發酵倉采用雙“U”型的拼接結構，通過電機減速機鏈傳動的方式帶動攪拌有機物料，并在“U”型倉底設置有加熱裝置，能夠使有機物快速升溫腐熟，進行24小時的生物干化。采用密閉式堆肥反應器進行高溫好氧堆肥化處理，其內部有可以輸送空氣和進行攪拌的葉片，發酵處理后有機肥的水分低于 30%。發酵時的溫度高達 70，可以殺死各種病原菌和雜草的種子等，生產出安全的有機肥。地點地點：蘇州市吳中區臨湖鎮太湖現代農業示范園 示范規模示范規模：示范面積537畝，其中科研面

43、積10畝 示范目標示范目標：集有機生產、生態涵養、科研示范、文旅教育為一體的國家級高標準生態農場 建設和經營建設和經營：蘇州太湖現代農業有限公司、蘇州臨湖農業專業合作社聯合社 主要實施內容：主要實施內容：優質稻米有機高效栽培技術和示范；新型肥料研發和示范；改善半自然生境等非農生境，提高生物多樣性；餐廚堆肥有機肥施用減排固碳示范餐廚堆肥有機肥施用減排固碳示范。3.典型案例分析 有機肥（餐廚廢棄物）田間應用示范點3.典型案例分析 收集及運輸能耗（柴油）預處理和處理過程（電力）處理過程氣體排放 設備投入 農資投入 化肥、農藥 柴油及電 農事操作過程 柴油燃燒 化肥施用 有機肥施用 水稻田甲烷碳排放農

44、產品輸出 餐廚廢棄物好氧發酵及田間應用固碳減排潛力分析 餐廚堆肥在水稻田間應用處理代碼肥料名稱CK空白C1餐廚垃圾堆肥一次發酵C2餐廚垃圾堆肥二次發酵C3市售雞糞有機肥C4餐廚堆肥+常規化肥CF當地常規配方肥 綜合3年數據，餐廚堆肥比常規化肥增產餐廚堆肥比常規化肥增產12.72%12.72%；土壤有機質含量方面，餐廚二次堆肥處理比空白對照顯著增加顯著增加18.77%18.77%，比常規化肥，比常規化肥處理增加處理增加14.54%14.54%；餐廚堆肥并未對地表徑流造成二次污染。3.典型案例分析不同處理對土壤養分含量的影響不同處理對土壤養分含量的影響不同處理對水稻產量的影響不同處理對水稻產量的影

45、響3.典型案例分析 餐廚堆肥田間應用階段碳排放 稻田系統的減排主要體現在化肥減施化肥減施，固碳環節主要體現在有機肥還田有機肥還田；筒倉式好氧發酵工藝每處理1噸廚余廢棄物（收運處理階段），排放排放 94.1kg CO2e；在餐廚好氧發酵有機肥還田模式下，水稻產量逐年上升，畝均碳排放 347.53 kg CO2e，化肥減施相較于常規模式減排29.3%；畝均施用有機肥0.6 t，土壤畝均固碳122 kg，碳減排447 kg CO2e。水稻碳排放組成水稻碳排放組成水稻產量水稻產量堆肥系統碳排放分析堆肥系統碳排放分析面積面積（畝）有機肥用量（萬噸/年）可供給土壤有機質量（萬噸/年）可固定碳量（萬噸/年）

46、太湖徑流減排量（噸/年）溫室氣體減排量（噸/年）替代化肥總量（噸/年）減少碳排放量（噸/年）總氮總磷CO2CH4N2O臨湖鎮60000.60.240.9610.083.36518.42.640.24829.2165.6蘇州市10000001004016016805608640044040138200 27600固碳減排潛力3.典型案例分析環太湖地區有機廢棄物的循環利用，實現1800 萬畝耕地綠色生產（500kg/畝施用量），可供給土壤有機質300 萬噸，900萬噸有機肥可替代化肥80萬噸。PART 04未來展望金庭鎮臨湖鎮東山鎮4.未來展望 構建城鄉有機廢棄物循環利用體系環太湖五市蘇州吳中選擇

47、三鎮開展示范水稻生態農場枇杷科技小院生化一體機筒倉反應器密閉槽式反應器環太湖5市通過示范帶動長江經濟帶和全國城鄉有機廢棄物處理利用發展目標年產有機肥約年產有機肥約25000噸噸金庭（40噸/天）東山（50噸/天）汾湖（40噸/天）臨湖（40噸/天）4.未來展望 貫徹雙碳戰略，適度控制廚余垃圾焚燒規模；繼續提倡源頭分類，減少廚余廢棄物產生；加強廚余廢棄物生物轉化關鍵技術及工程示范；完善資源化標準體系，包括肥料、飼料化；全國堆肥會議全國堆肥會議5417th運城 202316th線上研討會 2022第第1818屆全國堆肥技術與研討會，屆全國堆肥技術與研討會，20242024年年1212月月1313-1616日，云南大理日，云南大理謝 謝！聯系地址：中國農業大學資源環境學院聯系地址：中國農業大學資源環境學院電話：電話：010-62732017傳真：傳真：010-62814029E-mail:中國農業大學有機循環研中國農業大學有機循環研究院（蘇州）究院（蘇州）