生活垃圾變廢為電 “水熱氧化技術(shù)”成功研發(fā)

  20年技術(shù)攻關(guān)終結(jié)碩果。上海交大環(huán)境學(xué)院教授金放鳴團(tuán)隊(duì)利用“水熱氧化技術(shù)”將生活垃圾成功用于發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了資源的有效再利用。目前，中試級(jí)設(shè)備已經(jīng)在上海交大食堂使用，效果顯著。目前，金放鳴已申報(bào)多項(xiàng)水熱氧化生活垃圾方面的專利，并正在進(jìn)行下一步的擴(kuò)大化研究開發(fā)。

讓垃圾在高溫高壓水中氧化成乙酸

    據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，城市生活垃圾中，餐廚垃圾、廢棄紙張和各類含生物質(zhì)的制品等含水率高、油脂和有機(jī)物含量高的廢棄物占絕大多數(shù)，但由于其含水率高，難以進(jìn)行傳統(tǒng)的焚燒處理，填埋處理也會(huì)造成二次污染和疾病傳播。生物發(fā)酵方式雖然可以有效處理垃圾中的生物質(zhì)資源，使其轉(zhuǎn)化為甲烷等化學(xué)產(chǎn)品，但仍然沒(méi)有解決此類垃圾的剩余殘?jiān)愇兜榷挝廴締?wèn)題。同時(shí)，這種方法所需周期較長(zhǎng)，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化率較低，資源利用效率不高。 

    水熱氧化則是一種相對(duì)新的氧化方法，一般在高溫高壓(100-400℃， 2-30MPa)水中進(jìn)行，有機(jī)物氧化分解為二氧化碳和水，也叫濕式/水熱氧化(Wet oxidation)。這種技術(shù)初起源于美國(guó)，用于處理造紙黑液等高濃度、難降解的有機(jī)廢水。當(dāng)水中有機(jī)物濃度達(dá)到2%時(shí)，有機(jī)物濕式燃燒放出的熱量能夠維系體系反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)水中有機(jī)物濃度超過(guò)2%時(shí)，燃燒放出的熱量可以回收利用。 
    在鉆研該技術(shù)的20年多里，金放鳴發(fā)現(xiàn)，無(wú)論生活垃圾的成分是什么，在水熱條件下進(jìn)行氧化后，乙酸都難以繼續(xù)分解而殘留下來(lái)，若要繼續(xù)分解乙酸，則需要更高的溫度或其他催化劑，這導(dǎo)致成本上升。 

    然而，乙酸本身就是一種價(jià)值很高的化工原料。因此，研究中，金放鳴轉(zhuǎn)向了“水熱氧化生活垃圾選擇性產(chǎn)乙酸”這一更加環(huán)保低碳的新方向。原本所有有機(jī)垃圾都會(huì)終轉(zhuǎn)化為難處理的乙酸，而這一結(jié)果反而使水熱氧化技術(shù)在處理成分復(fù)雜的生活垃圾上具有極大的優(yōu)勢(shì)。

中試級(jí)設(shè)備已經(jīng)在上海交大食堂使用 

    為了進(jìn)一步推進(jìn)水熱技術(shù)的應(yīng)用研究，金放鳴開發(fā)了中試級(jí)的連續(xù)式生活垃圾水熱氧化設(shè)備，并完成了設(shè)備的安裝和運(yùn)行調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)中成功用水熱氧化技術(shù)處理了百公斤級(jí)生活垃圾。
    該設(shè)備就安裝在上海交通大學(xué)第三餐廳附近，專門用來(lái)處理師生食堂產(chǎn)生的垃圾。從校方獲悉，相較于早期餐廳運(yùn)送廚余垃圾，該方法不僅減少了運(yùn)輸費(fèi)用，還避免了常有的垃圾處理運(yùn)送產(chǎn)生的惡臭問(wèn)題。 

    現(xiàn)在，垃圾一經(jīng)產(chǎn)生便被立即送往轉(zhuǎn)化，新技術(shù)能近乎百分之百的氧化分解垃圾中的有機(jī)物成分，同時(shí)保證其中有可能造成環(huán)境污染的含氮、含硫、和含磷物質(zhì)溶解在水中，只需要簡(jiǎn)單處理，即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

    目前，金放鳴已申報(bào)多項(xiàng)水熱氧化生活垃圾方面的專利，并正在進(jìn)行下一步的擴(kuò)大化研究開發(fā)。金放鳴希望，能與不同部門協(xié)作實(shí)現(xiàn)分類運(yùn)輸、分類處置，讓有機(jī)物垃圾通過(guò)循環(huán)利用變廢為寶，讓城市生活垃圾真正實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、減量化、資源化和就地化處理，更多的市民可以享受到垃圾資源化帶來(lái)的實(shí)惠。