都大设计实时厌氧消化活性监测装置 提高厨余分解效率并产生更多可再生能源
日期:2023年12月21日 都大科技学院助理教授陈键林博士及团队设计「微流控监测装置」,能实时监测「厌氧消化」的活性,了解厨余对污泥「厌氧消化」的影响。 随着本港环保意识日渐提高,公众对食物浪费情况愈来愈关注,因而产生对厨余回收、循环再用的需求。大量厨余若未能适当处理,则对环境造成污染。厨余与污泥透过「共厌氧消化」可产生沼气,惟需密切监察消化过程中的生物活性,确保产生生物气的同时,「厌氧消化」亦能顺利进行。香港都会大学(都大)科技学院设计「微流控监测装置」,能实时监测「厌氧消化」的活性,了解厨余对污泥「厌氧消化」的影响,从而提高垃圾分解效率,并产生可再生能源,实践转废为能。 根据环保署的资料,香港现时大部分厨余会连同其他都市固体废物一起被弃置于堆填区。而在2020年,香港每日约有10,809公吨都市固体废物被弃置于堆填区,厨余占当中约三成。政府早前推行「厨余、污泥共厌氧消化」试验计划,把厨余与处理污水时产生的污泥一并进行「厌氧消化」,即于缺氧情况下以微生物消化及分解垃圾,这技术已成功应用于海外不同国家,能有效处理厨余和污泥,在减少垃圾量的同时,亦会产生生物气,可用作制造电能和热能,再转化为电力使用。 都大科技学院助理教授陈键林博士于2021年获环境及自然保育基金资助,推展有关厨余处理的研究。过程中,他发现如大量加入厨余于「厌氧消化」系统中,将可能改变系统的酸碱值,导致系统内的微生物群落失调,难以对垃圾进行有效消化分解,影响垃圾处理成效。 有见及此,陈教授的团队利用「微流控」技术设计「微流控监测装置(microfluidics monitoring device)」,即一种配备微小管道的纤细芯片。只要于「厌氧消化」过程进行前撷取微量厨余与污泥,芯片装置即会利用内置的特殊化学染剂对「厌氧消化」中的微生物活性产生萤光反应,透过观察萤光反应的强弱变化,能即时分析厨余、污泥「共厌氧消化」的活性,实时了解微生物分解垃圾的成效。 相对现时需要在实验室进行检测,利用「微流控监测装置(microfluidics monitoring device)」能实时分析污泥与厨余的比例对「厌氧消化」活性的影响,从而更快捷省时地监察垃圾分解。 经过反复测试,研究团队发现当污泥与厨余达到一定比例时,厨余能最有效协助污泥进行「厌氧消化」,达致最佳的垃圾处理效果。对比单独对污泥进行「厌氧消化」,加入厨余与污泥共同「厌氧消化」能释出更多沼气,加以回收及转化便能制造更多电力。 陈教授认为,此项研究有助提高厨余处理的稳定性和产生可再生能源的效率。他指:「研究结果反映微流控技术在实时监测厌氧消化过程的应用潜力,例如本研究的厨余、污泥『共厌氧消化』的生物活性监测,能更有效善用厨余实践转废为能。我们期望能把研究结果投入社区应用,并把『微流控』技术延伸至多个化验领域,为垃圾处理和环境保护作出贡献。」 陈教授推展有关厨余处理的研究。 「微流控监测装置」配备微小管道的纤细芯片,只要撷取微量厨余与污泥,芯片内置的特殊化学染剂便会对微生物活性产生萤光反应。