有机废弃物制备污水厂碳源研究进展＊

朱雅萍，吴 元，赵 磊，邵 军，李 响，林 田

（1.维尔利环保科技集团股份有限公司，江苏 常州 213000；2.东华大学环境科学与工程学院，上海 201620；3.中国科学院大学，北京 101408）

0 引言

目前，我国污水厂都存在进水低C/N 以及冬季生化池微生物活性会降低的现象，硝化/反硝化是污水处理厂最常见的经济有效的生化工艺，存在普遍C/N 失衡的情况，对于碳源的需求也很高［1-2］。其投加点可直接投加在缺氧池或厌氧池的进水口，以满足反硝化脱氮需求，具体添加量需要根据污水处理厂的处理工艺和水质情况进行调整，一般情况下，1 t 污水需要添加0.7～1.2 kg 的碳源，但在某些特殊情况下，如处理高色度、高浓度废水时，1 t 污水需添加的碳源量会更高。因此污水厂基本都需长期备用商品碳源［3］。商品碳源主要为甲醇、乙酸、乙酸钠、葡萄糖［4］，其售价和脱氮成本如表1 所示，其中乙酸的售价和脱氮成本最高，葡萄糖的售价和脱氮成本最低。商品碳源虽然脱氮效果很好，但存在成本压力，造成污水厂运营成本居高不下，而且商品碳源如甲醇等毒性强，也存在恶化水质的风险［5-7］。因此研发低成本、实用安全、脱氮效果好的外加碳源替代商品碳源受到国内外学者的广泛关注。

表1 商品碳源经济效益［4］Table 1 Economic benefits of commodity carbon sources［4］

得益于近年来经济的快速发展，居民生活水平日益提升，城市有机废弃物的产生量日益增多，有机废弃物主要由餐厨垃圾、果蔬垃圾等组成［8-10］。据有关报道记载［11］，城市生活垃圾中45%～65% 为有机废弃物，尤其是北上广这种一线城市中的有机废弃物产生量超过生活垃圾总量的50%，农村地区的有机废弃物占生活垃圾总量的33%～47%，对有机废弃物进行减量化及资源化成为目前最为关注的话题之一。在污水处理过程中，有机物含量直接影响反硝化过程电子供体与聚磷菌微生物的合成情况，从而影响反硝化效果［12-16］。而有机废弃物含有丰富的有机物，所以能够满足污水处理过程中的碳源需求。如Qi 等［17］研究发现餐厨垃圾的水解液作为总化学需氧量（TCOD）为（105.0±11.6）g/L 的污水的外加碳源时，发现餐厨垃圾发酵液中的乳糖和多糖起到了碳源作用，其总氮（TN） 的去除率可达（87.4±7.2）%。Yan等［18］在处理垃圾渗滤液的研究中，使用餐厨垃圾水解液作为外加碳源，结果显示具有脱氮效果。将有机废弃物制备成碳源不仅实现固废减量化，同时用于污水反硝化过程中也提高了脱氮性能，实现资源化，充分响应低碳环保的发展趋势。

目前碳源化技术主要有外加酶法和发酵法［19-20］等。外加酶法的反应时间普遍很长，对于反应设备的要求较高，目前通过外加酶法从餐厨垃圾中回收碳源的研究报道较少。赵淑兰等［20］采用外加酶法从餐厨固渣中回收和制备适用于污水处理的外加碳源，在研究得到的最佳酶解条件下，碳源提取率达到76.9%。经等电点沉淀处理后，碳源回收液中BOD 达到了76.8 g/L， BOD/TN 为51.2，非常有作为污水处理碳源使用的潜力，外加酶法制备碳源很值得成为未来深入研究的方向。发酵法［21-24］是目前最常见的有机废弃物碳源化技术，水解产酸是该技术的核心，即将有机物通过水解酸化作用转化为有机酸化液，其具备高浓度、可生物降解的特性［25］，适用于代替商品碳源如甲醇、乙酸钠等作为污水厂的反硝化碳源，或者用于辅助不易降解有机物的降解工艺中［26-29］。Zhang等［30］也做过计算，处置有机废弃物的成本约为75元/t，试验结果显示，将有机废弃物制备成碳源处理污水比甲醇处理污水时的成本约降低22%，可见有机废弃物适合制备成外加碳源且具有高效脱氮的潜力。

本研究对近年来国内外研究较多的几种有机废弃物制备碳源的研究进展进行梳理，归纳有机废弃物碳源化利用技术在不同类型废水中的应用，总结碳源化的关键影响因素，并对未来的发展方向进行展望。

1 有机废弃物制备碳源的研究进展

有机废弃物碳源化主要指厌氧发酵的水解酸化阶段［25］。大量小分子有机化合物会在此阶段产生，如挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acid， VFA）和乳酸（Lactic Acid，HL），这些化合物具有优异的生物降解性［31］，可有效替代价格昂贵的商品碳源。

<1)，且各件产品是否为不合格品相互独立．

1.1 餐厨垃圾

餐厨垃圾中含有丰富的有机质，具有潜在的高生物降解性，以餐厨垃圾制备外加碳源是目前有机废弃物制备外加碳源的研究热点之一［32-35］。唐嘉陵等［36］以餐厨垃圾为基质进行酸性发酵并利用其发酵产物作为反硝化碳源，结果显示，72 h为最佳发酵时间，此时乳酸含量可达到最大值45.2 g/L。Jiang 等［37］利用餐厨垃圾在pH 为6 的中温条件下获得了浓度为39.46 g/L 的VFAs。Zhang等［38］利用餐厨垃圾进行厌氧发酵制备反硝化碳源VFA 时发现，在不调节pH 的厌氧条件下，室温25 ℃、初始固体浓度为13%时，可产生有机酸含量较高的发酵液，发酵液中的易生物降解部分被评估为58.35%。李月寒等［39］发现当厌氧发酵条件满足pH 为7、底物的质量浓度为120 g/L、污泥停留时间（SRT）为8 d 时，餐厨垃圾发酵液中的TVFAs 含量可达85%。Zhang 等［40］研究了一种成本效益高且高效的VFAs 生产策略，即在无人工pH 控制的情况下，将餐厨垃圾进行厌氧发酵。在优化条件后，获得了867.42 mg/g 的VFA 产量，发酵系统水解率63.04%，酸化率83.46%。Wu 等［41］将污泥混在餐厨垃圾中进行厌氧发酵，控制挥发性固体（VS）为5，有机负荷为9 g/（L·d），控制pH 为5.2～6.4，结果显示，水解率和酸化率分别为63.0%和83.5%。这也验证了餐厨垃圾是可以作为制备碳源的原材料。张永梅［42］也对餐厨垃圾自由发酵进行了研究，产物主要以有机酸、碳水化合物、蛋白质为主，从理论角度来看这类产物作为碳源可以达到乙酸钠作为碳源的效果。综上研究均可说明餐厨垃圾作为制备碳源的原材料可以应用到实际污水处理中。

厨余垃圾是城镇有机废弃物的一部分，厨余垃圾厌氧发酵水解液中含有大量的VFA，以及其他一些可降解的溶解性有机物［1］。富含有机碳的厨余垃圾水解发酵液为碳源的再利用提供了可能。

张永梅等［43］利用厨余垃圾进行短程自由发酵，研究发现当厨余垃圾和水质量比为3∶1 时，产酸率最高，酸液内的主要成分为碳水化合物，以及乳酸、乙酸等有机酸和一些未知有机物的混合物，结果显示，初始固体浓度为（13.0±0.5）%时有机酸（以COD 为主）产量最高，可达16.56 g/L。李亚坤等［44］也研究了厨余垃圾自由发酵，以学校食堂的厨余垃圾作为原料，经过简单的筛分和搅拌破碎的预处理工作后，控制发酵反应器的温度为55 ℃，自由发酵10 d 后的酸液作为后续应用试验的碳源。对酸液进行检测的结果显示，VFAs 等溶解性COD、颗粒态COD 所占比例分别为18.11% 和46.15%，可见其具备良好的生化性能。以上两例研究均为自由发酵，在未控制其发酵趋势的条件下，产酸效果较好。朱子晗等［45］以厨余垃圾∶去离子水=1∶2 的厨余浆液作为原材料，控制温度为（35.0±0.5）℃，置于发酵罐内发酵5 d，对厨余发酵液中的VFA 组成进行了检测，结果显示，正丁酸占比最大（57.41%），其次是乙酸（26.44%）和丙酸（12.32%），而异丁酸、正戊酸、异戊酸占比均小于3%。若未来深入研究何种组分是有利于碳源应用效果的，则可以促进碳源化技术的升级。危海涛等［46］以某小区的厨余垃圾作为原料，初始有机负荷为（1.5±0.2）kg/（L·d），以厌氧消化污泥作为接种物，在初始pH 为7.0±0.2、发酵温度为（35.0±0.5）℃条件下，厌氧发酵8 d 后得到厨余垃圾水解液，对其组分检测显示COD 达到1 500～2 800 mg/L，可作为污水碳源。

1.2 果蔬垃圾

果蔬垃圾在城市有机废弃物中占比较大，其也含有较高的有机物，有研究采用果蔬垃圾进行厌氧发酵和利用。张盼［47］在碳点的合成、性质及应用研究中以葡萄皮、胡萝卜、紫甘蓝作为碳源。果蔬垃圾水解酸化的产物VFA 是短链脂肪酸属于C6 及以下的有机酸，属于小分子有机物［48］，可作为污水反硝化过程中外加碳源，提升脱氮效率。朱丽可等［49］考察了果蔬垃圾水解酸化液作为水处理反硝化外加碳源的可行性，研究发现，缺氧状况下，pH 控制在6.8～7.2，温度37 ℃，搅拌转速为150 r/min，SRT 为4 d，VFA 占COD 比 例 为18.7%～23.9%，m（BOD5）/m（COD） 为0.27～0.39，m（BOD5）/m（TN）为4.0～13.1，果蔬垃圾酸化产物可作为优质的污水反硝化碳源。郑明月等［50］也对果蔬垃圾进行了厌氧酸化的研究，结果显示，当温度为35 ℃、pH 为4.0、有机负荷>7 g/（L·d）、SRT<5 d 时能够形成稳定的乙醇型发酵。杨梦等［51］采用厌氧水解技术处理果蔬垃圾，结果显示在45 ℃、pH 为6、SRT 为11 d 的条件下，VFA浓度达到最大值12.94 g/L。但近年来直接利用果蔬垃圾进行水解酸化的研究比较少，还需进一步开发研究。

2 影响碳源化技术的因素

为了解碳源化技术的特性，研究人员通过实验研究了pH、温度、酶、预处理方法等因素对制备碳源生化性能的影响。如Jiang 等［37］在研究餐厨垃圾厌氧发酵过程中发酵条件对发酵产物VFAs组分的影响，结果表明厌氧发酵过程中发酵温度、pH 和有机负荷对VFAs 组分的影响最大。

2.1 pH

在水解酸化过程中，pH 不但影响酸化细菌膜电荷的变化，还进一步影响其对营养吸收和代谢过程中相关酶的活性，影响其对营养物质的吸收［52］。因此pH 是碳源化性能的重要影响因素之一。

石川等［53］研究了不同pH 发酵体系的水解酸化效率，研究发现果蔬垃圾在酸性条件下，主要产物为乳酸和乙醇，碱性条件下，乙酸、丙酸和丁酸为主要厌氧酸化产物。碱性条件下，厌氧水解率和酸化率普遍偏高，分别为84.94% 和75.18%，但酸性发酵液中富含更多的NH4+-N 和PO43-，分别为1 180.13 mg/L 和477.70 mg/L。Wang等［54］也在研究不同类型接种物厌氧消化餐厨垃圾生产VFAs 时，发现VFAs 的组分在不同接种条件下存在明显的差异，VFAs 的产量在pH 为6 时最大。以上研究均可发现，碱性条件更利于水解反应的发生，但由于酸化产物不断生成，pH 会不断下降，则长期维持碱性水解环境的技术值得深入研究。

杨梦等［51］探究pH 对产酸效果的影响，研究发现在45 ℃、pH 为6、SRT 为11 d 时，反应器内酸化液的VFA 浓度达到最大值12.94 g/L，是未调控pH 条件下VFA 浓度的3.37 倍，同时达到最大浓度的时间加快20%，产酸效率得到大幅提高。调控pH 可以促进溶解性有机物（SCOD）转化为VFA，在pH 为6、SRT 为11 d 的条件下VFA/SCOD 可达到最大值48.73%，而且从不同pH 下酸化液的VFA 组分和氨氮浓度对比可发现，pH=6 时发酵产物从乙醇型转变为丁酸型，说明弱碱性有利于蛋白质的分解。

梁曼丽等［55］研究了pH 对餐厨垃圾发酵液中挥发性有机酸和乳酸等小分子有机酸的组成及其反硝化性能的影响。结果发现，pH 调节有利于水解和酸化过程，不同pH 下的小分子有机酸浓度无显著差异，且pH 调节至5 时，虽然发酵产物中溶解性碳源浓度较低，但其中乳酸和小分子有机酸的占比最高，分别为67.77%和93.04%。在反硝化性能试验中，应用不同pH 的发酵液作为碳源时，发现调节pH 同样有利于提高其反硝化性能，发酵液中乳酸含量越高，其发酵液反硝化能力越强、反硝化速率越快，且更不容易导致NO2--N 积累。

2.2 温度

温度越高，水解效果越佳，但对于酸化过程而言，不同温度对酸化产物的类型会存在一些影响［56］。

郑明月等［50］研究了35、50 ℃下，发酵产物组分的变化规律。结果显示50 ℃下酸化产物浓度比35 ℃低，且在pH 相同的情况下，高温酸化和中温酸化呈现出的酸化类型不一样，分别为乙醇型和丁酸型。赵宋敏等［57］在厨余垃圾和活性污泥质量比为4∶1、pH 为6.5 的条件下，研究了温度对厨余垃圾水解酸化产物几项性能指标的影响，如VFA 组分及其产率、气体组分及其产率、COD 去除率和酸化液pH。结果表明，37 ℃为最佳反应温度，在此温度下，第4 天时乙酸和VFA 的产量可达到最大值，分别为9.34 g/L 和15.13 g/L，COD去除率最高可达38.9%。酸化液的pH 无显著波动，基本范围为4.0～6.5。综合而言，温度能够影响酶活性，进而对微生物的生长和基质的代谢产生影响，因此不同温度下，厌氧发酵产酸过程中所产生的有机酸种类和数量也会存在差异，而且温度对COD 也会存在一定的去除率，因此确定最佳温度对于大分子转化为小分子起到至关重要的作用。

2.3 有机负荷

郑明月等［50］将厌氧污泥接种在pH 为4.0、温度为35 ℃的完全混合反应器（CSTR）中，对不同阶段的有机负荷进行调节，研究了酸化反应器中酸化产物的变化。结果表明，当有机负荷小于5g/（L·d）时，产物中VFAs 的各组分含量平衡，乙醇含量相对较低。当有机负荷增加至7～10 g/（L·d）时，乙醇在产品中的比例从24.7% 增加至55.4%。可见乙醇含量随着有机负荷的增加而逐渐增加，乙醇和乙酸为主要产物，乙醇产量峰值达到16.5 g/L。但低负荷和停留时间太长会导致较低的乙醇浓度，这充分表明有机负荷对发酵类型存在很大的影响。Jiang 等［37］研究了有机负荷对餐厨垃圾产酸化液的影响，结果显示SCOD 和NH4+-N 浓度随着有机负荷的增加而增加，而VFAs 产量从5 g/（L·d） 时 的0.504 g/L 下 降 到16 g/（L·d） 时 的0.306 g/L。乙酸和丁酸占VFAs 总量的60%。乙酸和戊酸占VFAs 总量的比例随有机负荷的增加而增加，而在高有机负荷下产生的丙酸和丁酸的组分占比相对较低，因此对于发酵液的碳源效果也存在影响。

2.4 酶

有机废弃物发酵制备碳源的转化途径如图1［58］所示。由图1 可见，厌氧发酵过程中会涉及多种酶，而不同酶对于厌氧发酵的效果也存在差异。有机物被水解成溶解态的碳水化合物和蛋白质，在水解酶的作用下转化为氨基酸和单糖，然后转化为丙酮酸，丙酮酸最终通过酸化菌的作用转化为有机酸［59］。所以酶对制备碳源也会存在影响。一些研究［60-61］表明，当两种淀粉酶共同作用时，α-淀粉酶的作用能为γ-淀粉酶提供反应底物以提高发酵效率。赵淑兰等［62］也在研究酶对制备餐厨碳源的影响，发现混合酶水解酸化的能力要比单一酶好。但近年来酶对水解酸化影响的研究比较少，还需进一步开发研究。

图1 有机废弃物发酵制备物质转化途径［58］Figure 1 Transformation pathways of substances produced by fermentation of organic waste［58］

2.5 不同预处理技术

好氧处理会改变餐厨垃圾的微生物群落，从而限制VFA 积累，利于后续厌氧酸化时产VFA 的稳定性。Fisgativa 等［63］研究了好氧预处理对餐厨垃圾厌氧降解的影响，结果表明，若在厌氧酸化之前对餐厨垃圾进行好氧预处理，可以提高餐厨垃圾的生物降解性，而且也限制了酸化的有害影响，但是需要根据实际应用情况对成本效益进行评估。

餐厨垃圾组分复杂，部分物质在厌氧酸化阶段难降解，会影响设备的使用寿命和酸化效果，因此对餐厨垃圾进行机械处理很有必要。如Agyeman 等［64］对餐厨垃圾进行了机械研磨的预处理，其平均粒径由0.843 mm 降低至0.391 mm，后续结果显示，大分子溶解率增加30%，利于后续厌氧酸化时小分子有机酸的产生。可见预处理对于碳源化技术也存在着源头影响。

有机废弃物还存在含油率高的问题［65］，但目前还没有关于油脂分离对碳源化技术影响的相关研究，是后续可开发的研究方向。

3 有机废弃物碳源化利用技术的应用

根据污水中污染物浓度的数量级可以将污水分为市政污水、垃圾渗滤液、养殖废水等。研究发现，在市政污水、垃圾渗滤液、养殖废水及污泥的处理中均有应用到有机废弃物碳源化技术，应用于市政污水处理的研究居多。

3.1 有机废弃物碳源化利用技术应用于市政污水处理

市政污水主要来源为生活污水，COD、氨氮、总氮都比较低，存在低C/N 日益严重的趋势。

吴亚南等［12］利用厨余垃圾作为原材料，研究了厌氧发酵后的厨余发酵液作为外加碳源处理生活污水的脱氮效果。结果显示，投加该碳源后NO3--N 由12.26 mg/L 降低至0.27 mg/L，具有明显的脱氮效果，TN、NH4+-N、总磷（TP）的去除率分别达到了75.9%、98.0%、86.0%。唐嘉陵等［36］在研究校园生活污水SBR 处理工艺时也采用了餐厨垃圾酸化液作为反硝化阶段的碳源，研究发现其作为外加碳源的脱氮效果和乙酸钠相似，脱氮效果明显，反硝化速率可达6.1 g/（g·h），反硝化能力可达0.15 g/g，具有明显的高有机物利用率，且厌氧产泥率低，在C/N>5.7 时，可实现完全反硝化。因此，餐厨垃圾具有制备成优质的反硝化碳源的能力，同时也能降低有机废弃物的处理费用，对于硝化过程也不存在抑制作用。

李月寒等［39］在以餐厨垃圾发酵液作为生活污水反硝化碳源时，发现其具有较高的硝态氮去除率以及亚硝态氮还原率，最大反硝化速率为14.2 mg/（g·h）。孟冰茹等［66］在研究校园生活污水处理时，采用厨余垃圾发酵液作为外加碳源，结果显示，TN 的出水浓度由18.7 mg/L 降至7.6 mg/L，但对于COD 和氨氮未有明显影响，可见厨余发酵液作为外加碳源只会促进营养物质的去除，不会降低原水质的生化性。Feng 等［67］在利用餐厨发酵液作为外部碳源研究生物脱氮提升的可行性时，也发现将餐厨垃圾加入废水处理系统，不仅不会产生NH4+-N去除的外部劣化，而且当餐厨发酵液与废水的体积比为1∶90 时，NH4+-N 去除率可达92.38%，说明餐厨发酵液中的额外VFA 和细胞内积累的聚羟基烷酸酯是NH4+-N 高去除率的最大原因。Zhang 等［68］在研究餐厨垃圾水解液作为碳源的脱氮性能时，调研得到我国目前有机废弃物产生量为0.40～0.49 kg/（人·d），而人均生活污水产生量约为0.2 m3/d，远低于有机废弃物转化成碳源后可去除的含总氮的生活污水的量（0.3～0.5 m3），因此，目前有机废弃物的产生量完全可以满足市政污水处理过程中所需要的碳源量，可见将有机废弃物制备成碳源的可行性很强。

3.2 有机废弃物碳源化利用技术应用于垃圾渗滤液处理

垃圾渗滤液主要来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水，其处理过程中常见问题是碳源不足。

姚凤根等［25］在开展垃圾渗滤液应用试验时，将厨余垃圾进行酸化处理后的酸化液用作反硝化碳源，原水TN 为175～275 mg/L，COD 为200～300 mg/L，结果显示，出水TN 为10～40 mg/L，COD 为150 mg/L。可见碳源效果很明显。张瑞娜等［26］也利用厨余垃圾酸化液作为垃圾渗滤液的外加碳源进行研究，针对老龄渗滤液和新鲜渗滤液均开展了处理研究，结果对比可知，厨余酸化液用于老龄渗滤液的外加碳源效果要比用于新鲜渗滤液中更好，在添加比例<20%时，控制pH 呈中性，研究结果表明，厨余垃圾酸化液作为老龄渗滤液的外加碳源，COD 去除率可从84.8%提升至92.1%，TN 去除率从24.9%提升至50.7%。

张昊巍［69］在处理COD 为3 250 mg/L、氨氮为2 120 mg/L 的垃圾渗滤液时，应用餐厨垃圾的发酵酸化液作为外加碳源，并同传统碳源乙酸钠的处理效果进行对比。研究结果表明，两款碳源的投加量相差不大，随着餐厨酸化液投加量的上升，TN 的去除率也随之提高，当C/N 为7 时，TN 的出水浓度为21.7 mg/L，去除率可达到93.1%。而且氨氮、TN、硝氮、亚硝氮的变化规律与出水浓度也基本一致，可见使用餐厨垃圾酸化液作为碳源可以达到乙酸钠的效果甚至更好，同时还节省了垃圾渗滤液的处理成本。

3.3 有机废弃物碳源化利用技术应用于养殖废水及污泥处理

养殖废水主要为饲养场和禽饲养企业排出的废水，属于较高浓度的有机废水。具有典型的“三高”特征，即COD、氨氮、SS 都比较高，可生化性好，该废水处理不当，会导致周围水体富营养化，水中的菌类和藻类大量繁殖，使水体因缺氧而发黑发臭，从而影响水体周围环境，降低水体周围土地的价值。污泥主要是指在废水处理过程中产生的城市污泥，其成分与性质主要取决于污水的成分与性质及处理工艺。

周明明等［70］研究养猪废水处理技术时，应用了厨余垃圾酸化液作为反硝化阶段碳源，并与几款传统商品碳源的使用效果进行了比较，结果显示，除了最佳C/N 不一致外，出水的COD 和NH4+-N 均能达标排放。目前有机废弃物碳源化应用于养殖废水案例较少，上述研究为有机废弃物碳源化利用技术应用于养殖废水提供了技术支撑。此外，吴亚南等［12］在研究厨余发酵液作为外加碳源时发现在城市污泥中投加厨余酸化液后，污泥的相对疏水性降低明显，由76.5% 下降至58.0%，虽然会延迟动态膜的形成时间，但不影响膜污染过程。

有机废弃物碳源化技术研究成果归纳如表2所示。

表2 有机废弃物碳源化技术研究现状Table 2 Research status of carbon source technology for organic waste

4 总结与展望

4.1 总结

有机废弃物水解酸化液中含有丰富的易降解有机物，已成为有机废弃物处置和碳源制备的热门研究方向。通过查阅文献可知，有机废弃物的碳源化利用技术主要集中在通过发酵法利用其酸化液作为替代或辅助碳源，但这项研究还不够全面，其应用范围存在一定的局限性。

影响有机废弃物水解酸化液产生过程的因素主要为pH、温度、有机负荷、酶、预处理方法等。碳源化过程中的停留时间对于产碳源也存在影响，由于试验背景不一致，尚不能得到最佳停留时间值，目前有机废弃物制备的碳源应用研究主要以市政污水居多，对于垃圾渗滤液也有应用研究，且都具有应用前景，对于养殖废水和污泥的研究还很稀缺。

4.2 展望

目前，针对有机废弃物碳源化利用技术的研究仍停留于小试、中试阶段，可尝试开展更多的工程规模研究，以逐步实现有机废弃物制备碳源替代商品碳源的规模化应用，实现有机废弃物减量资源化及污水厂降本增效的愿景。有机废弃物厌氧发酵后，发酵液中的有机氮/TN 通常为50%～60%，将其作为碳源后，MBR 出水TN 浓度通常可从175～275 mg/L 下降至10～40 mg/L，对后续污水处理影响较低，但发酵液中的颗粒物对后续污水处理过程可能会有影响，如膜通量问题、出水超标等，因此在不影响碳源化效率的前提下，对于预处理技术的研究有待深入。譬如在厌氧酸化之前对有机废弃物进行好氧预处理，可以提高有机废弃物的生物降解性，而且也限制了酸化的有害影响，但是需要根据实际应用情况对成本效益进行评估。就有机废弃物处置而言，为避免产甲烷化、肥料化和饲料化技术存在的参数难控和销路局限等问题，碳源化技术将成为有机废弃物处理的重要途径。目前，碳源化技术瓶颈在于有机废弃物水解酸化过程的调控，以及后续发酵液氨氮、磷元素和部分抑制物的去除。在不影响发酵稳定性的前提下，应重点研究如何简化有机废弃物碳源制备过程、提升制备效率和降低制备成本，优化碳源化技术过程中相质分离的效率，规避有机废弃物含油率高导致的油脂组分富集的问题，降低油质对后续工艺的影响，便于外加碳源在污水厂应急治理中的紧急使用，也可拓展有机废弃物碳源化利用技术应用于工业废水的研究。