南农大教授团队在水热炭化处理厨余垃圾及其产物在农业领域循环利用方向研究取得重要进展

面对社会发展与垃圾分类后带来的厨余垃圾数量激增，如何快速、有效地处理成为资源回收利用、生态环境保护的一大难题。传统的技术无法有效利用厨余含有的大量养分和水分资源，能耗大，反应过程缓慢，并伴有严重的污染排放问题。近日，南京农业大学徐国华教授团队研究的水热炭化（简称为HTC）技术在处理高湿废弃物方面具有反应时间短、清洁无污染、全量物质循环转化等独特优势。

目前，厨余垃圾HTC产物在农业领域循环利用，被认为具有推动食物-水-能源系统循环经济的巨大潜力。然而，由于缺乏面向生产应用尺度的系统研究，国际上对HTC规模化处理厨余垃圾的工艺流程、产物还田对作物生长和产量的影响、可能产生的生态环境效应以及经济可行性仍不清楚。

针对此种疑惑，徐国华教授团队在环境科学领域期刊上在线发表题为“Recycling food waste to agriculture through hydrothermal carbonization sustains food-energy-water nexus”的研究论文。研究团队自主设计研发了“点试”尺度HTC技术处理厨余垃圾“生产线”, 通过大量产物制备和后处理试验、种子萌发、温室盆栽和田间栽培试验，全面评价了固液两相产物（水热炭和炭液）的物理化学特征，优化了面向应用的HTC技术高效环保处理厨余垃圾的技术参数和工艺流程，系统地证明了厨余垃圾HTC产物作为土壤改良剂与液体肥料农业领域循环且价值化利用的技术和经济可行性。文章中利用生命周期与循环经济模型测算，证明了该技术路径的显著固碳减排潜力，探索了现有政策和市场背景下其规模化推广应用的经济可行性。

近年来，围绕HTC处理厨余垃圾产物的高附加值利用问题，徐国华教授团队开展了系统研究，发现厨余垃圾源水热炭可以显著改良沙土物理结构从而影响水分的入渗过程，提高土壤水分的固持能力；在厨余垃圾源水热炭中添加秸秆与高效降解微生物可以加速由芽孢杆菌类细菌主导的陈化过程，从而消除潜在的负面效应；综述了水热炭化的反应机理与应用价值，为技术推广、转化提供了新的方向。

作者：徐国华