厨余垃圾制备污水厂碳源的减污降碳协同效益研究

沈桂燕; 魏薇; 肖雄; 黄靖洁; 矫旭东; 杜欢政; 张利; 苑文仪; 王韬

doi:10.13205/j.hjgc.202604022

厨余垃圾制备污水厂碳源的减污降碳协同效益研究

doi: 10.13205/j.hjgc.202604022

沈桂燕^1,2,
魏薇³,
肖雄³,
黄靖洁^1,2,
矫旭东⁴,
杜欢政²,
张利¹,
苑文仪¹,
王韬^2,5, ,

1. 上海第二工业大学资源与环境工程学院, 上海 201209;
2. 同济大学生态文明与循环经济研究所, 上海 200092;
3. 深圳市下坪环境园, 广东深圳 518024;
4. 中国环境科学研究院, 北京 100012;
5. 同济大学碳中和研究院, 上海 200092

基金项目:

国家自然科学基金项目（71974144）；深圳市下坪环境园研究项目基金

详细信息

作者简介:
沈桂燕(1999—),女,硕士研究生,主要研究方向为物质流分析和环境影响评价。2807955950@qq.com

通讯作者:
王韬(1977—),男,博士,研究员,主要研究方向为循环经济、产业生态学、资源与环境管理。a.t.wang@foxmail.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-02-25
- 网络出版日期: 2026-06-06
- 刊出日期: 2026-04-01

Transformation of food waste into carbon sources for wastewater treatment: synergistic benefits of pollution reduction and carbon mitigation

1. School of Resources and Environmental Engineering, Shanghai Polytechnic University, Shanghai 201209, China;
2. Eco-Civilization and Circular Economy Research Center, Tongji University, Shanghai 200092, China;
3. Shenzhen Xiaping Environmental Park, Shenzhen 518024, China;
4. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China;
5. Institute of Carbon Neutrality, Tongji University, Shanghai 200092, China

摘要

摘要: 厨余垃圾资源化有助于减少环境污染，推动营养元素循环和生物质能开发利用，促进资源循环利用产业发展，实现环境和经济的双赢。针对厨余垃圾水解酸化制碳源工艺，分别从资源循环和环境影响角度开展分析评价，并与直接焚烧发电和厌氧产沼发电2种主流垃圾处理工艺进行比较。结果表明：3种工艺中，水解制碳源的资源循环利用率居中，但其环境效益优于焚烧和厌氧工艺，整个过程无额外的污水处理需求，温室气体净排放和固体杂质分出处理率相对较低，分别为-40.7 kg CO₂-eq/t和9.3%。厨余垃圾产生的碳源可替代污水处理厂的商品碳源，降低污水处理成本，实现污水-垃圾系统的协同减污降碳。敏感性分析结果表明，厨余垃圾含水率对水解制碳源工艺的资源和环境效率具有显著影响。此外，水解制碳源在处理成本和设施占地方面也具有一定优势。厨余垃圾产生量和碳源需求较高的地区，可尝试推广水解酸化制碳源技术，实现城市厨余垃圾和污水的规模化协同治理。
- 厨余垃圾 /
- 碳源 /
- 资源循环利用 /
- 物质流分析 /
- 碳足迹评价 /
- 减污降碳协同
Abstract: The resource utilization of food waste contributes to reducing environmental pollution， drives the cycling of nutrients and the development of biomass energy， promotes the growth of the resource recycling industry， and achieves a win-win outcome on both the environment and the economy. This study evaluated the resource recovery performance and environmental impacts of producing carbon sources for wastewater treatment through the hydrolysis and acidification of food waste. This innovative technology was compared with two conventional alternatives： anaerobic fermentation and incineration. The results showed that among the three technologies， the resource recycling efficiency of hydrolysis for carbon source production ranked in the middle， while its environmental benefits were superior to those of incineration and anaerobic fermentation technologies. The hydrolysis process did not produce additional wastewater requiring treatment. Moreover， its greenhouse gas emissions and solid waste generation intensity were relatively low， at -40.7 kg CO₂-eq/t and 9.3%， respectively. Carbon sources derived from food waste can replace commercial alternatives， thereby reducing wastewater treatment costs and promoting synergies between pollution reduction and carbon mitigation. Sensitivity analysis revealed that the water content in food waste can significantly influence the generation of solid impurities and the energy recovery efficiency of the hydrolysis technology. In regions with high food waste generation and demand for carbon sources， hydrolysis technology is recommended to facilitate large-scale synergistic treatment of wastewater and food waste.
- food waste /
- carbon source /
- resource recycling /
- material flow analysis /
- carbon footprint assessment /
- synergy of pollution reduction and carbon mitigation

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