東(dong)方網記者傅文婧6月(yue)4日報道：餐桌上(shang)剩下的廚余垃(la)圾居(ju)然可(ke)以變成“充電(dian)寶”？上(shang)海交通大中英(ying)國際低碳學院有機(ji)廢物資源化(hua)研究團(tuan)隊日前與新加坡國立大學合作(zuo)研發出一(yi)套分布式餐廚垃圾(ji)能(neng)源化(hua)系(xi)統，40公斤的餐廚垃圾(ji)在(zai)投入系(xi)統內(nei)的厭(yan)氧消化(hua)罐(guan)后，經過厭(yan)氧發酵產生沼(zhao)氣，隨后轉化(hua)為電(dian)力(li)和熱力(li)，其(qi)輸出的電(dian)能(neng)可供約1000臺手機(ji)充(chong)電(dian)。

據(ju)悉，該分(fen)布(bu)式餐廚垃圾能(neng)(neng)源化(hua)系統(tong)在(zai)(zai)上(shang)海(hai)交通(tong)大(da)(da)(da)學與新加坡(po)國(guo)立大(da)(da)(da)學聯合承擔的重大(da)(da)(da)國(guo)際合作項目“超大(da)(da)(da)城市(shi)的能(neng)(neng)源與環(huan)境可持續發展解決(jue)方案”Create-E2S2項目的支持下，已(yi)經在(zai)(zai)新加坡(po)國(guo)立大(da)(da)(da)學率先(xian)應用(yong)，目前有一套系統(tong)正在(zai)(zai)上(shang)海(hai)交通(tong)大(da)(da)(da)學中英低(di)碳學院試運行，為城市(shi)發展中有機廢物的能(neng)(neng)源化(hua)處理和擴(kuo)大(da)(da)(da)化(hua)商業(ye)化(hua)應用(yong)提(ti)供了有力(li)的基(ji)礎(chu)。

多(duo)處理單元組(zu)合，廢物原地變(bian)能源

餐廚(chu)(chu)垃圾(ji)的(de)來源非常分散，傳統的(de)做法(fa)(fa)是經過垃圾(ji)車收集(ji)后(hou)進行集(ji)中式(shi)處理(li)。長距離(li)的(de)運輸帶來了高昂的(de)成本，且運輸過程中車輛帶來的(de)廢氣(qi)排放，垃圾(ji)散發的(de)臭氣(qi)等一(yi)系列問題也影(ying)響(xiang)著(zhu)居民的(de)生活環(huan)境和健康(kang)，而緩解這一(yi)問題的(de)方法(fa)(fa)之一(yi)就是盡(jin)量(liang)減少餐廚(chu)(chu)垃圾(ji)的(de)遠距離(li)運輸。

團隊研發的分布式(shi)餐(can)廚(chu)垃圾(ji)能(neng)(neng)源化(hua)系統采用(yong)了(le)臨近垃圾(ji)產生源頭的原(yuan)位處(chu)理方式(shi)，將所有處(chu)理和能(neng)(neng)源轉化(hua)設備集中(zhong)(zhong)在一(yi)個長(chang)為(wei)6m的移動式(shi)集裝箱內。其中(zhong)(zhong)，整個系統的核(he)心是(shi)厭氧(yang)(yang)消(xiao)化(hua)罐，在餐(can)廚(chu)垃圾(ji)被泵入(ru)厭氧(yang)(yang)消(xiao)化(hua)罐之前，需要經過(guo)研磨、混合等簡單操作來提高后續(xu)厭氧(yang)(yang)消(xiao)化(hua)處(chu)理的效果(guo)。

“按照特定的比例(li)將厭氧微生(sheng)物和餐(can)廚垃(la)(la)圾混合后，在厭氧消化系(xi)統(tong)中，餐(can)廚垃(la)(la)圾將會分(fen)解成沼(zhao)氣，隨后沼(zhao)氣通過熱電聯產系(xi)統(tong)轉(zhuan)變(bian)成電力(li)和熱力(li)，而這些產生(sheng)的電能(neng)就可以(yi)直接輸出為附(fu)近人群提(ti)供手機充(chong)電以(yi)及其(qi)他(ta)服(fu)務。”項(xiang)目(mu)負責人、上海交大中英國際低碳學院副(fu)教授(shou)張景新介紹(shao)說。

能量(liang)利用效(xiao)率高，實(shi)現系(xi)統(tong)自(zi)我供電(dian)

餐廚(chu)垃圾可以通過該分布式餐廚(chu)垃圾能(neng)源化系(xi)統產(chan)生電能(neng)，且厭氧消化過程中(zhong)產(chan)生的富含營養(yang)物質的消化物可進(jin)一步加工作為(wei)肥料。但其中(zhong)，電能(neng)和(he)(he)熱(re)能(neng)的轉化和(he)(he)利(li)用效率高低(di)是團隊(dui)研(yan)究者(zhe)們十(shi)分關注的一個(ge)問題(ti)，這也直接決定著整個(ge)系(xi)統實用性和(he)(he)經濟性。

團隊(dui)通過對系統的(de)(de)(de)調試和(he)研(yan)究表明(ming)，整(zheng)個系統產生(sheng)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能和(he)熱能能夠滿足其自(zi)身工作需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能熱能。由(you)于(yu)微生(sheng)物(wu)作用(yong)需(xu)要(yao)保持(chi)在(zai)一定的(de)(de)(de).適溫度下，沼氣(qi)能源(yuan)化(hua)產生(sheng)的(de)(de)(de)熱量將(jiang)(jiang)通過加熱水來使(shi)厭氧消(xiao)化(hua)罐(guan)保持(chi)恒溫。同時，系統產生(sheng)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能也遠(yuan)大于(yu)集裝箱(xiang)內燈光、風扇(shan)、泵(beng)、攪拌器等(deng)其他設施的(de)(de)(de)耗電(dian)(dian)量，剩余的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能將(jiang)(jiang)被(bei)儲存在(zai)電(dian)(dian)池中，用(yong)于(yu)其他用(yong)途(tu)。

“餐廚垃圾(ji)的組(zu)成成分(fen)影響著(zhu)系統的發電(dian)量，當(dang)組(zu)分(fen)中碳氫化合(he)物(wu)、蛋白質(zhi)、脂肪的含量越(yue)高時(shi)(shi)，產生的沼氣越(yue)多(duo)，從(cong)而(er)產生的電(dian)能也越(yue)多(duo)。”張景新介紹說。同時(shi)(shi)，經(jing)過模擬計算，該系統處理一噸的餐廚垃圾(ji)的發電(dian)量為200-400kWh，換算下來，其(qi)產生的電(dian)能能夠為13000-26000臺手機(ji)充電(dian)。

處理能力提升，推(tui)進系統廣泛應用(yong)

目(mu)前，在新加坡國立大學食堂附近應用該(gai)分(fen)布式餐廚垃(la)圾(ji)能(neng)(neng)源化系(xi)統的(de)結果(guo)表明(ming)，40kg餐廚垃(la)圾(ji)足夠供(gong)1000臺手(shou)機充電。考慮到餐廚垃(la)圾(ji)生產(chan)量的(de)差異(yi)，團隊對系(xi)統在200kg和400kg的(de)餐廚垃(la)圾(ji)處(chu)理量的(de)情況下(xia)進(jin)行實驗測(ce)試，提(ti)高(gao)系(xi)統的(de)每日處(chu)理能(neng)(neng)力，以滿(man)足該(gai)系(xi)統在不同的(de)處(chu)理量下(xia)均能(neng)(neng)有良好的(de)處(chu)理效(xiao)果(guo)和能(neng)(neng)源化效(xiao)率。

數據顯示，新(xin)加(jia)坡(po)的濕(shi)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)回收率僅(jin)為(wei)18%。自(zi)2019年上海(hai)市(shi)全面實施垃(la)圾(ji)(ji)(ji)分類政(zheng)策后，上海(hai)市(shi)濕(shi)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)分出量為(wei)9200噸/日，清運(yun)量為(wei)8200噸/日，而(er)處理(li)量僅(jin)為(wei)5050噸/日。濕(shi)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)生(sheng)產(chan)量的快速增長和(he)回收資源化能(neng)力不足也成(cheng)為(wei)影響(xiang)城(cheng)市(shi)生(sheng)活(huo)環境的嚴峻(jun)問題。

張景新表示：“厭氧(yang)消化系統(tong)可以有效(xiao)減少有機廢物和城鎮溫室氣(qi)體的(de)(de)排放并產生更多(duo)的(de)(de)能源(yuan)，提高(gao)資(zi)源(yuan)利(li)用(yong)效(xiao)率。在實現廢棄(qi)處理的(de)(de)同(tong)時(shi)，.小化自(zi)然資(zi)源(yuan)、能源(yuan)的(de)(de)消耗(hao)以及二次污染(ran)，將線性經(jing)濟的(de)(de)概念轉變為(wei)循(xun)環經(jing)濟，建設(she)可持(chi)續(xu)發展的(de)(de)特大城市(shi)模式。”

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