九游体育在污水处理成本攀升、能源需求增长的背景下，研究人员开展了污水厂剩余污泥（WAS）与食物垃圾（FW）厌氧共消化（AcD）的研究。结果表明该技术能提升沼气产量、实现能源回收，经济可行。这为污水厂节能减排、可持续发展提供新路径。

　　在当今社会，污水处理与能源问题紧密交织，成为全球关注的焦点。一方面，随着城市化进程加速，城市污水量急剧增加，污水处理厂（WWTPs）处理污水的压力与日俱增。其中，剩余污泥（WAS）的处理和处置更是难题，它不仅占据了高达 50% 的污水处理厂总运营成本，还贡献了 40% 的温室气体排放 。另一方面，能源短缺问题日益严峻，寻找可再生、可持续的能源来源迫在眉睫。传统的污水处理方式，大多依赖煤炭、石油等化石能源，不仅成本高昂，还对环境造成了极大的负担。例如在南非，市政污水处理厂 100% 依赖电网供电，而这些电力 78% 来自煤炭，15% 来自石油，这使得污水处理厂的碳足迹居高不下。

　　在这样的背景下，为了探寻一种既能降低污水处理成本，又能实现能源回收的有效方法，南非瓦尔理工大学（Vaal University of Technology）的研究人员 Selebogo Khune、Benton Otieno 等人开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于剩余污泥与食物垃圾的厌氧共消化技术，试图挖掘其中的潜力。该研究成果发表在《BioEnergy Research》杂志上。

　　研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先，搭建了太阳能加热的中试规模消化器，用于进行剩余污泥单消化和与食物垃圾共消化的实验，以获取实际运行数据 。其次，通过对当地污水处理厂的详细调研和分析，确定了其运行参数、能源需求等关键信息。此外，运用技术经济分析（TEA）方法，从经济可行性角度评估不同消化方案。

　　。而引入食物垃圾进行共消化后，沼气产量显著提升。共消化 1（20% 食物垃圾浓度）时，沼气产量在 4 天内迅速增加到

　　；共消化 2（40% 食物垃圾浓度）时九游体育，经过 10 天稳定期后九游体育，在有机负荷率为

　　。与单消化相比，共消化 1 和共消化 2 的沼气产量分别提高了 4.33 倍和 9.33 倍。

　　：基于中试实验数据，研究人员对当地大型污水处理厂进行了产能估算。该污水处理厂处理能力为

　　沼气，能发电 17.3 万 kW/day，可实现 22% 的电力抵消。共消化 1 时，沼气产量达 3.5 万

　　九游体育，发电 74.8 万 kW/day，电力抵消率提升至 94% 。共消化 2 时，沼气产量高达 7.52 万

　　，发电 161 万 kW/day，不仅能完全满足污水处理厂自身需求，还能产生 79 万 kW/day 的剩余电力供应给国家电网，电力抵消率达到 196% 。

　　：从经济角度来看，研究人员对不同消化方案进行了全面的成本效益分析。包括设备的资本支出（CAPEX）、运营支出（OPEX）、税收等，并考虑了碳税减免、电力和压缩天然气（CNG）销售收入等因素。结果显示，所有方案的净现值（NPV）均为正数九游体育，内部收益率（IRR）高于污水处理厂的贴现率，盈利能力指数（PI）大于 1，投资回收期均小于 1 年。例如，单消化、共消化 1 和共消化 2 在发电方案下的 NPV 分别为 440 万美元、2500 万美元和 4100 万美元，CNG 方案下为 5500 万美元；IRR 在单消化、共消化 1、共消化 2 和 CNG 方案下分别为 32.80%、69.72%、66.87% 和 137.09% 。

　　研究结论和讨论部分指出，剩余污泥与食物垃圾的厌氧共消化技术在能源回收和经济效益方面表现卓越。该技术不仅能显著提升污水处理厂的能源自给率，减少对外部电网的依赖，还能通过出售剩余电力和压缩天然气创造额外收入。从环境角度看，减少了食物垃圾在填埋场产生的温室气体排放，实现了废弃物的资源化利用。此外，该研究为南非及其他面临类似问题的地区提供了可行的技术方案和经济参考九游体育，有助于推动污水处理行业向绿色、可持续方向发展，对实现联合国可持续发展目标（SDGs）中的多个目标，如能源、气候、经济增长等，具有重要意义。