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    生物質工程研究院謝君教授團隊在農業廢棄物高效預處理及能源轉化研究方面取得新進展

    來源單位及審核人:生物質工程研究院  謝君編輯:李彥華審核發布:費思迎 發布時間:2024-04-02瀏覽次數:10

      近日,我校生物質工程研究院謝君教授團隊在種養廢棄物高效水熱預處理和生物質厭氧轉化方面取得新研究進展,謝君教授及余強研究員兩項研究成果發表在國際知名學術期刊上,相關成果同時申請發明專利多項。

      華南地區光熱、降水資源優越,農林牧漁產業發達,并且具有大量亞熱帶特色作物。隨著第一產業快速發展和深加工規模的擴大,農業源廢棄物大量產生,造成的環境問題日漸嚴重。將廢棄物厭氧轉化為生物質能源不僅可以避免環境問題產生,還可以實現廢棄物的資源化、能源化、高值化利用,有效助力“百千萬工程”和綠美廣東建設。

      針對種養廢棄物性質差異大,天然結構致密,厭氧消化效率低的問題,研究團隊發明了共水熱預處理耦合厭氧發酵(CHTP-AD)技術,可顯著提高廢棄物的厭氧消化效率及沼氣產量。團隊采用高碳生物質與富氮生物質作為反應底物,探索了具有顯著理化特性差異的生物質共水解過程有機質析出與解聚特性,獲得了最優的產甲烷工藝。還對生物質水解產物、甲烷轉化路徑、微生物生化轉化效率及厭氧系統穩定性做了研究,進一步闡明水熱預處理促進厭氧發酵的協同機制,為農林廢棄物資源化能源化轉化提供了理論和技術支撐。此研究成果發表在Chemical Engineering Journal (工程技術一區,Top,影響因子15.1)上,題目為“Combined hydrothermal pretreatment of agricultural and forestry wastes to enhance anaerobic digestion for methane production”,文章第一作者為博士生鄒金拓, 通訊作者為謝君教授和余強研究員。

      研究團隊還評估了華南地區多種特色種養廢棄物的厭氧消化性能,研究了甲烷產量與原料特性之間的相關性,建立了用于預測甲烷產量的人工神經網絡模型。為解決厭氧消化后沼液消解利用的問題,發明了基于沼液回用的水熱預處理(HPBSR)技術,可顯著提高廢棄物的厭氧消化效率及沼氣產量。此研究成果發表在Industrial Crops and Products (農林科學一區,Top,影響因子5.9)上,題目為“Hydrothermal pretreatment based on biogas slurry recycling to improve methane yield of typical plant wastes from South China”,文章第一作者為碩士生劉香檬,通訊作者為余強研究員和謝君教授。

      生物質工程團隊的宗旨是“開發生物質廢物轉化利用技術體系,創新農業代謝共生模式,推動鄉村振興,支撐‘雙碳’戰略”。以上研究得到了國家重點研發計劃(2023YFC3905800)、國家自然科學基金(52276192)、廣東省基礎與應用基礎研究基金(2023B1515020094)等項目的支持。

      相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150313

             https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116686


    文圖/生物質工程研究院

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