
上海每天产生的剩饭菜有约1100吨左右,如此庞大惊人的数字给上海出了难题。尤其是禁止使用剩饭菜喂养牲畜后,餐厨垃圾该如何有效循环利用?把餐厨垃圾通过科技手段转化成“功能型、能源型”可循环利用的能源,这曾经是困扰赵由才教授的难题。现在通过无数次的试验,餐厨垃圾添加不同的试验材料就可以使其转化出氢气和甲烷,经过转化的垃圾还可以成为城市绿地的肥料;现在该试验已经在同济大学筹建中试。
厌氧发酵 泔脚变氢气甲烷
从餐厨垃圾中提炼出氢气,是同济大学环境科学与工程学院赵由才教授偶然想到的。刚开始他是通过从餐厨垃圾中提取能源甲烷;后来在一次试验中,他想完全可以通过对PH值和添加物的控制提炼出氢气,于是这个试验一发不可收拾。
赵教授说,利用餐厨垃圾提取氢气和甲烷这个试验,让研究人员又爱又恨,因为提取能源的过程,远远没有只看到实验后的成果来得简单,提取出的氢气和甲烷都出自研发人员在实验室里忍受餐厨垃圾的污臭,所得到的。
在试生产基地,一桶桶泔脚被倒进粉碎机,随后加入矿化垃圾和污泥。"这是整条流水线上的一个重要步骤,因为这两种东西富含微生物,可让泔脚厌氧发酵。而且它们本身也是废弃物,可大大降低产氢的成本。"赵由才说。之后,泔脚混合物进入一个特制的"滚筒式产氢反应器",经过5天的间歇滚动,氢气就源源不断地从混合物里散发出来,通过管道进入储存容器。最后,这些泔脚进入甲烷反应器,生成大量沼气。"两次反应后剩余的沼液、沼渣经烘干处理后可作绿化肥料,也是有利用价值的。"
氢能一直是最被关注的能源之一,它被认为是人类最理想、最长远的能源。2010年在世博园周边的12公里以内只能使用氢能源汽车,到时,氢能的需求量会很大。赵教授说:"目前为止,利用餐厨垃圾每吨剩饭菜可产生氢气约30立方,沼气约110立方。"
一吨泔脚 可驱车数百公里
如何使废弃物能够进行资源的循环利用,上海市科委早在2004年就开始前期布局并且立项支持该项目。
目前上海的大多数生活垃圾只能用填埋处理,这样不但不能够让废弃物循环利用,有些物质还可能给环境带来污染。赵教授表示,目前项目的最大困境就是如何更好地提高每吨餐厨垃圾的产氢量和纯度以及甲烷的生产量。
现在从餐厨垃圾中提取出的氢气可作为燃料电池使用,燃料电池轿车百公里消耗1公斤氢燃料,每吨剩饭菜产生的氢气可驱动轿车行驶260多公里,氢气内燃机汽车的效率约为汽油汽车效率的2.5倍。沼气可作为发电燃料,每立方米沼气可发电1.6 千瓦时,每吨剩饭菜产生的沼气可发电多达176千瓦时。现在赵由才课题组正致力于日处理量100公斤泔脚废物的处理系统的建立,该套系统有望于2010年世博会上作为废物循环利用及清洁能源示范工程展出。 |