生物炭由于具有丰富的表面官能团，可介导微生物的直接种间电子传递（DIET）以及pH 缓冲能力，进而促进甲烷产量提升，因此在有机固废厌氧消化中受到了广泛的关注。但是，由于生物炭的密度和发酵物料的密度不一致，导致其在厌氧消化罐中分布不均匀，易发生漂浮或者沉降，影响其实际的应用效果。而目前生物炭促进厌氧消化的研究大部分是在小型的发酵摇瓶中完成，无法模拟生物炭在真实全尺寸大小的厌氧发酵罐中的作用，因此对生物炭在厌氧发酵中的实际应用造成了阻碍。

近日，课题组关于生物炭在厌氧消化（AD）中作用机制的研究成果“Rethinking the Biochar Impact on the Anaerobic Digestion of Food Waste in Bench-Scale Digester: Spatial Distribution and Biogas Production”被环境领域TOP期刊《Bioresource Technology》（IF：9.7）接收。论文的第一作者为张婧，通讯作者为江南大学环境与生态学院刘和教授。该项工作得到了江苏省生态环境科研项目：成果转化与推广项目（2022009）的支持。

本研究通过调整生物炭粒径和搅拌强度，系统探究了生物炭在30升厌氧发酵罐中的空间分布对餐厨垃圾厌氧消化（AD）性能的影响。研究发现，生物炭的分布显著影响微生物相互作用、沼气产量和系统稳定性，优化的生物炭分布使AD性能显著提升，为实现高效稳定的沼气生产提供了新思路。此外，研究揭示了生物炭粒径在微生物群落构建和电子转移中的关键作用，促进了不同区域微生物功能的差异化分布，从而提高了AD效率。经济分析表明，基于沼渣的生物炭在大规模AD系统中具有显著的成本效益和可持续性，支持其在实际工程中的应用潜力。本研究为生物炭在实际有机固废在厌氧发酵中的作用提供了新的视角。