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餐厨垃圾“变身”干净的水?上海交大这项技术实现变废为宝!
李明 2017-06-22
导语

生活垃圾通过处理能变成干净的水,你信不信?

生活垃圾通过处理能变成干净的水,你信不信?现在这项科研成果已在上海交通大学闵行校区第三食堂实践运用。

上海交通大学环境学院金放鸣教授团队近日对外发布了一项最新研究成果,利用水热氧化技术,通过水中“燃烧”能让餐厨、纸张等生活垃圾变成干干净净的水,还能转为化工原料甲酸,成为新能源汽车的燃料。而且这样的“燃烧”不会产生硫化物,更不会生成致癌物二噁英,就算塑料袋之类的东西也能化解。

▍二十年技术攻关  破解有机垃圾处理与资源化利用难题

图:地球上的碳循环示意图

▍传统难题

传统的城市生活垃圾处理方式主要采用填埋处理和焚烧处理。通常生活垃圾中含水率高、油脂和有机物含量也高的废弃物占绝大多数,难以焚烧处理,垃圾中富含的生物质资源非但没有被资源化利用,反而成为二次污染源。目前常用的生物发酵方式,处理生活垃圾周期较长、生物质转化率低、资源利用效率不高。

图:生活垃圾湿式样燃烧处理连续设备

▍水热氧化

水热氧化是一种相对新的氧化方法,一般在高温高压(100-400℃, 2-30MPa)水中进行,有机物氧化分解为二氧化碳和水,也叫湿式/水热氧化(Wetoxidation)。当水中有机物浓度达到2%时,有机物湿式燃烧放出的热量能够维系体系反应自发进行。当水中有机物浓度超过2%时,燃烧放出的热量可以回收利用。后来又发展到采用超/亚临界水热氧化分解处理高含水污泥,工业废水以及有毒有害物质。

图:生活垃圾湿式样燃烧处理连续设备

▍潜心探索

这种垃圾湿式燃烧法,经交大环境学院金放鸣教授团队20多年研发,已开发为连续式生活垃圾水热氧化设备,并完成百公斤级的设备安装和运行调试。采用了生活垃圾的各种代表物,如蔬菜类,肉类,鱼类,脂肪类进行研究,发现了一个有趣的事实,即无论垃圾的成分是什么,在水热条件下进行氧化之后,乙酸都作为难以继续分解的最终产物残留下来,但如果要继续分解乙酸,则需要使用更高的温度或其他催化剂,造成成本上升。然而,乙酸作为一种极其重要的化工原料,其本身就是一种价值很高的产品,因此,金教授的研究转向了水热氧化生活垃圾选择性产乙酸这一更加环保低碳的新方向。基于这一系列研究成果,迄今已发表了多篇SCI核心期刊论文。

▍技术转化升级,连续式水热氧化设备应用于实践

图:生活垃圾湿式燃烧中试工艺图

金放鸣教授团队进一步开发了中试级的连续式生活垃圾水热氧化设备。该设备现成功安装在上海交通大学三餐附近,专门用来处理师生食堂产生的垃圾,相较于早期餐厅运送厨余垃圾,该方法不仅减少了运输费用,还避免了常有的垃圾处理运送产生的恶臭问题,垃圾一经产生立即送往转化,该技术能够近乎百分之百的氧化分解垃圾中的有机物成分,同时保证其中有可能造成环境污染的含氮、含硫、和含磷物质溶解在水中,只需要进行简单的处理即可达到排放标准。

金放鸣教授表示,希望与不同部门协作实现分类运输、分类处置,让有机物垃圾通过循环利用变废为宝,使城市生活垃圾真正实现无害化、资源化和就地化处理模式,让大家更多的享受垃圾资源化带来的实惠。

金放鸣教授简介:

上海交通大学特聘教授,Email:fmjin@sjtu.edu.cn

个人主页:点击此处进入

研究方向:1.  二氧化碳的资源化利用;2.  生物质以及固废资源化利用;3.  高浓度难降解工业废水的资源化利用;4.  制氢以及光催化剂研究;5.  源头污染控制绿色、环保新技术

(本文来源:上海交通大学微信公众号;)

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  • 上海交大
  • 水热氧化
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文章评论(2)
柏岩[北京航空航天大学]

垃圾是放错了位置的资源。希望这项成果产业化,大面积使用

331天前 | 回复
爬上海岸的鱼[SYNNEX China]

“金放鸣教授表示,希望与不同部门协作实现分类运输、分类处置,让有机物垃圾通过循环利用变废为宝,使城市生活垃圾真正实现无害化、资源化和就地化处理模式,让大家更多的享受垃圾资源化带来的实惠。”,积极响应金教授号召

336天前 | 收起回复

梅西:响应号召

2017-06-23 08:19 回复

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作者 李明

博士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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