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随着城市化和工业化发展，生物废弃物（biowaste）大量产生，引发环境问题。研究人员开展生物废弃物利用和增值技术研究，探索多种处理方法，发现创新技术可应对挑战。这对推动生物经济、构建环保环境意义重大。
在城市化和工业化的浪潮中，大量生物废弃物不断涌现，如同隐藏在城市角落和乡村田野里的 “定时炸弹”，给环境带来了沉重负担。据世界银行研究，2016 年全球产生约 20.1 亿吨城市固体废弃物（MSW），预计到 2050 年将飙升至约 38 亿吨，其中生物废弃物占比颇高 。这些生物废弃物若处理不当，不仅会污染土壤、水源，还可能释放温室气体，加剧全球变暖。传统的填埋和焚烧处理方式，不仅效率低下，还可能产生有毒有害物质，进一步危害生态环境和人类健康。为了寻找更加环保、高效的处理方法，来自印度等研究机构的研究人员开展了关于生物废弃物利用和增值技术的研究，该研究成果发表在《Biomass and Bioenergy》杂志上。
这项研究意义非凡。它旨在通过探索可持续技术，将生物废弃物转化为高附加值产品，这不仅有助于缓解环境压力，还能推动生物经济的发展，助力实现从传统的 “取 - 制 - 弃” 线性经济向 “减量化、再利用、再循环和回收” 的循环经济转变，为创造更清洁、低碳的环境奠定基础。
在研究方法上，研究人员综合运用了多种技术。一方面，通过文献检索，在 Google Scholar、ScienceDirect 和 Scopus 等数据库中以 “Biowaste utilization and valorization” 和 “waste management” 为关键词进行搜索，筛选出近 10 年的相关研究，获取了丰富的理论依据。另一方面，深入分析了热解、水热碳化、气化、厌氧消化（AD）和 sonophotocatalysis 等处理生物废弃物的技术，评估其优劣，为后续研究提供实践参考。
在生物废弃物产生和特性方面，研究发现生物废弃物来源广泛，可分为生物固体废弃物、动物废弃物、植物 / 农业废弃物和城市固体废弃物等。不同地区和国家因经济和工业活动差异，人均废弃物产生量各不相同。例如，农业废弃物中含有大量纤维素、木质素、蛋白质等，这些成分使其具备转化为高附加值产品的潜力。
生物废弃物利用和增值技术研究成果丰富。热解技术可将生物废弃物转化为生物炭、生物油和可燃气，在一定条件下能高效实现废弃物的能源化利用；水热碳化能在相对温和的水热条件下，把生物废弃物转变为类似煤炭的水热炭，用于土壤改良等领域；气化技术则可使生物废弃物转化为合成气，为化工生产提供原料；厌氧消化（AD）在微生物作用下，将生物废弃物转化为沼气，实现能源的回收利用；sonophotocatalysis 技术可在光和超声波协同作用下，降解生物废弃物中的有机污染物，实现无害化处理。不过，这些技术也面临一些问题，如物理预处理方法能耗高、化学预处理可能产生抑制微生物生长的物质等。
生物废弃物增值生产高附加值产品的研究成果显著。每年工业和农业产生大量生物废弃物，通过回收、再利用和升级循环，可创造可观经济效益，建立零排放的闭环经济。例如，食品废弃物能经多步反应生产生物乙醇、生物丁醇、氢气、生物柴油和沼气等生物燃料；污水污泥、木材、造纸和纺织废弃物可转化为生物塑料等产品；农业废弃物还能制成生物堆肥、液体生物燃料、生物炭和水热炭等。
可持续生物炼制方法研究表明，源自不同资源、成分多样的生物废弃物，在成本效益高的可再生资源生产方面潜力巨大。通过可持续生物废弃物生物炼制方法，可获得生物聚合物、生物肥料、生物化学品和生物能源等综合生物产品。比如，植物基生物废弃物可生成矿物质、多酚和氨基酸等生物化学品；木质纤维素废弃物可用于合成纳米颗粒（NPs）。
在法规政策方面，许多国家积极行动。美国批准了能源政策法案、生物质研究法案和新能源法案等监管方案；德国 2000 年通过《可再生能源法》，并不断修订以促进作物生物质生产生物燃料。这些政策法规为生物废弃物处理和增值提供了有力支持。
但生物废弃物增值也面临诸多挑战。不同形式的生物废弃物成分和性质差异大，开发低成本、可持续的增值技术困难重重。有效的废弃物管理策略实施难度大，其中废弃物的回收和运输是首要难题，后续的分离、处理和转化过程也面临技术和经济可行性的挑战。此外，社会经济因素也影响生物废弃物增值，目前全球视角虽已转变，但在实际操作中，生物废弃物的处理仍存在诸多障碍。
研究结论指出，生物废弃物的可持续管理对从化石燃料基线性经济向资源高效的循环生物经济转型至关重要。倡导和执行合适的市政和国家生物废弃物分类立法是实现这一目标的关键步骤。通过开发和应用可持续技术，将生物废弃物转化为有价值的产品，既能减少环境污染，又能创造经济价值，为生物经济的发展开辟新路径。
在讨论部分，研究人员强调，尽管目前面临诸多挑战，但随着技术创新和政策支持的不断加强，生物废弃物增值技术具有广阔的发展前景。未来，可进一步探索创新、新颖和混合技术，以克服现有技术的局限性，提高生物废弃物的处理效率和增值潜力。同时，加强国际合作和跨学科研究，整合各方资源，将有助于推动生物废弃物增值技术在全球范围内的广泛应用，实现环境保护和经济发展的双赢局面，为构建更加美好的生态环境和可持续发展的社会贡献力量。
