将有机废物转化为能源与食物：家庭尺度的水-能源-粮食系统 | MDPI Sustainability

本文背景是人口增长导致能源需求、农业生产和有机废物增加，加剧了温室气体排放和填埋场负荷，亟需开发整合水-能源-粮食资源的闭环技术。研究目的是设计、安装并运行一套新型家庭尺度的闭环水-能源-粮食系统，将食物垃圾转化为能源（沼气）和作物养分，同时回收灌溉用水。该系统包括生物消化器、砂滤系统和水培装置，并在典型家庭中连续运行两个月。结论表明，系统可持续产出甲烷含量为76.7%（±5.2%）的生物燃气，高于常规家庭消化器；出水养分浓度（如磷酸盐20 mg/L、硝酸盐26 mg/L）适宜水培作物生长，减少了合成肥料依赖。该系统验证了在家庭尺度整合废弃物管理、能源生产与粮食栽培的潜力，符合循环经济原则。未来需进一步分析不同食物垃圾的养分组成，并结合技术经济分析和生命周期评估，以推动该系统的广泛应用。