环境学院洪喻教授课题组完成的论文“Microbial-Based Treatment of Kitchen Waste and Kitchen Wastewater: State-of-the-Art Progress and Emerging Research Prospects Related to Microalgae and Bacteria”在环境科学与生态学领域二区期刊《Current Pollution Reports》(影响因子:7.3)上发表,论文第一作者为环境学院博士研究生王泽源,北京林业大学为文章第一完成单位。
全世界每年产生大量的餐厨垃圾和餐厨废水。其中约13亿吨餐厨垃圾被倾倒,预计到2025年将增加至约25亿吨。此外,餐厨垃圾和餐厨废水具有难降解有机物、水分和盐分含量高的特点,细菌或微藻难以处理。因此,必须采取有效的预处理措施来提高后处理效率。利用细菌、微藻和微藻-细菌联合体处理餐厨垃圾和餐厨废水,具有净化能力强、资源增值效果好、运行成本低等优点,被认为是有效的策略。例如,细菌通过餐厨垃圾和餐厨废水可以产生多种产品;微藻对餐厨垃圾和餐厨废水中营养物质的去除率一般在70%以上;微藻-细菌联合体减少了46%的溶解氧需求量。然而,上述微生物处理系统仍存在一些固有的缺点,如抗冲击性差。而代谢工程等强化策略可以有效提升细菌、微藻和微藻-细菌联合体的养分去除和资源利用性能。例如,在代谢工程的支持下,原始细菌的1-丁醇产量显著提高了93.48–171.74%。
本研究详细介绍了水热碳化等4种预处理方法的机理和效果。从营养物质净化和资源化利用等方面综合评价了利用细菌、微藻和微藻-细菌联合体处理餐厨垃圾和餐厨废水的优势。同时,介绍了机器学习等四种先进的强化策略,从五个方面总结了当前餐厨垃圾和餐厨废水处理面临的挑战,提出了具体改进方向。总之,研究主要概述了细菌和微藻处理餐厨垃圾和餐厨废水的最新研究进展,为提高餐厨垃圾和餐厨废水的处理效果提供了相应的实施方案。
该项工作由国家自然科学基金项目(52270021)和企业科技支撑项目(2023-HXFW-004、2023-XFW-0025和2022-HXFW-002)资助。
文章链接:https://doi.org/10.1007/s40726-024-00300-2