美國正在涌現(xiàn)一些新的設(shè)施，可以通過一種叫做厭氧消化（anaerobic digestion）的方法來幫助處理食物廢物。這種方法本質(zhì)上是利用微生物來分解有機物質(zhì)。致力于解決食物浪費問題的 Divert 公司今天宣布，它已經(jīng)達成了一項價值 10 億美元的資金協(xié)議，以幫助發(fā)展和部署這項技術(shù)。

Divert 與能源基礎(chǔ)設(shè)施公司安橋（Enbridge）達成的新協(xié)議將幫助該公司在美國各地建設(shè)和部署新的設(shè)施。該公司 CEO 兼聯(lián)合創(chuàng)始人瑞恩·比根（Ryan Begin）說，如果一切都能按計劃進行，到 2030 年末，該公司可以處理美國食物浪費總量的 5%。

根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)，美國每年產(chǎn)生約 6000 萬噸食品垃圾，約占食品供應(yīng)總量的 30%。至于全球，這個數(shù)字大概是 10 億噸左右。

(資料圖片)

如今，這些被浪費的食物通常會進入垃圾填埋場，在那里腐爛并產(chǎn)生甲烷，而甲烷是一種強大的溫室氣體。許多垃圾填埋場都有系統(tǒng)來捕獲處理垃圾所產(chǎn)生的氣體，但它們可能只能捕獲 60% 左右的甲烷。

“我們需要以某種方式處理這些排放物，”美國阿貢國家實驗室生物過程和反應(yīng)分離小組的負責人梅爾特姆·烏爾貢·德米爾塔斯（Meltem Urgun Demirtas）說。除了幫助阻止甲烷排放外，以正確的方式處理食品廢物甚至可以產(chǎn)生能源和肥料等產(chǎn)品。

其中一種選擇被稱為厭氧消化，目前在世界各地的污水處理廠中被廣泛使用。現(xiàn)在，越來越多的地方開始用它來處理其他廢物，比如農(nóng)場里的糞便和被丟棄的食物。

德國在厭氧消化器部署方面領(lǐng)先世界：該國目前運行著大約 1 萬個這樣的反應(yīng)堆。在美國，類似的反應(yīng)堆只有 2000 多個，而且只有幾百個被用于處理食物廢物。

比根向我們解釋了它的工作原理。當廢品處理公司從雜貨店或食品分銷商那里得到食品垃圾時，他們首先會把它液化，變成一種“垃圾泥漿”。橡皮筋、貼紙和塑料包裝會被移除，然后操作泥漿完成剩下的處理過程。

其中最重要的一環(huán)是利用植入反應(yīng)堆的微生物群落，它們有點像酵母發(fā)酵劑，會吞下食物垃圾，將液體狀的混合物轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物：沼氣和一種叫做 digestate（沼渣）的固體物質(zhì)，它可以被加到土壤中當作肥料使用。

“我們其實是微生物農(nóng)民，” DevCo 公司的 CEO 肖恩·克雷洛夫（Shawn Kreloff）說，這是一家生產(chǎn)和運營厭氧消化器的公司。讓微生物滿意意味著確保條件剛剛好，要控制在嚴格的溫度和酸度范圍內(nèi)。該公司的首席工程和建筑師克里斯汀·麥基爾南（Christine McKiernan）說，微生物也不喜歡太咸的食物。

堆肥可能是更常見的處理食物殘羹的過程——它也用到了微生物，并且也會產(chǎn)生一種富含營養(yǎng)的固體物質(zhì)。兩者最大的區(qū)別在于，堆肥是在有氧氣存在的情況下進行的，所以微生物會把廢物分解成泥土，但排出二氧化碳。

如果堆肥混合的程度不夠，它的微生物就會缺氧，然后自然開始進行厭氧活動，形成甲烷：這對開放式的堆肥設(shè)施來說是個壞消息。在短時間內(nèi)，甲烷作為溫室氣體的強度大約是二氧化碳的 80 倍。

然而，對于對厭氧消化感興趣的公司來說，生產(chǎn)甲烷是其目標。由于這些設(shè)施是封閉的，由微生物產(chǎn)生的甲烷和二氧化碳的混合物，被稱為沼氣，可以被捕獲并純化成生物甲烷，這可以作為天然氣的替代品。

一些生產(chǎn)商會就地使用這種生物甲烷（也稱為可再生天然氣）或未經(jīng)凈化的沼氣，燃燒它來為他們的設(shè)施提供動力。還有一些則賣給公用事業(yè)公司，被注入到現(xiàn)有的天然氣管道中，用于發(fā)電，家庭取暖或做飯。

總的來說，阿貢國家實驗室的研究員特洛伊·霍金斯（ Troy Hawkins）表示，厭氧消化可能對氣候有利，但這個過程將在很大程度上取決于細節(jié)。

（來源：BEN GEBO/DIVERT）

Divert 公司與美國 5000 多家零售店合作，收集食物垃圾并使用厭氧消化進行處理。比根補充說，該公司目前在美國運營著 10 個消化池站點，并使用追蹤系統(tǒng)來幫助搞清楚為什么某些食物最終會被浪費掉。

部署厭氧消化器并不便宜：一個全尺寸的設(shè)施可能要花費數(shù)千萬或數(shù)億美元。設(shè)計新的設(shè)施也需要時間，因為大多數(shù)都是為特定的處理任務(wù)定制的。麥基爾南說，處理冰淇淋的工廠設(shè)施可能不同于接受雜貨店和餐館垃圾的設(shè)施。

美國聯(lián)邦機構(gòu) 2014 年公布的一份報告顯示，美國有超過 11000 個部署厭氧消化器的地點已經(jīng)成熟，從廢水處理設(shè)施到食品垃圾場。如果所有這些設(shè)施都建成了，它們就可以產(chǎn)生足夠的能源，為 300 萬戶家庭供電。據(jù)美國沼氣委員會（一個工業(yè)貿(mào)易組織）估算，如果建造 15000 個處理點，總共需要大約 450 億美元。

這不是一個小數(shù)目，所需的時間也不短，但厭氧消化設(shè)施可能成為未來食物浪費的重要收集點，幫助把一個人的殘羹剩飯變成另一個人做飯所用的燃料。

支持：Ren

原文：

https://www.technologyreview.com/2023/03/01/1069234/food-waste-with-microbes/

關(guān)鍵詞： 厭氧消化器 二氧化碳 國家實驗室