PDF《6 科研 RESEARCH》

2017 年6月21 日 星期三 Tel: (010)

62580690 科研 RESEARCH 主编: 李晨 编辑: 秦志伟 校对: 傅克伟 E-mail: nkcm@stimes.

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6 6 月5日, 是世界环境日.当天, 上海交 通大学环境学院教授金放鸣团队对外发布 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 f英, 就算塑料袋之类的东西也能化解. 一直以来, 生活垃圾的处理问题是城市 里的 老大难 . 这项利用水热氧化技术率先进行处理 生活垃圾并快速转化成有机能源的新研究 已成功运用于实践.记者在上海交通大学闵 行校区第三餐厅用餐,这里显得特别干净. 原来,这里有一套这样的中试装备正在工 作, 专门用来就地处理师生食堂产生的餐厨 垃圾.相比早期餐厅必须批量外运厨余垃 圾, 这种新方法减少了运输费用, 避免了运 送中产生恶臭.垃圾一经产生便立即直接转 化, 近乎百分之百地氧化分解其中有机物成 分, 包括恼人的塑料袋, 保证可能造成环境 污染的含氮、 含硫、 含磷物质溶解在水中, 只 需进行简单处理便可达到排污标准. 科技攻关破解垃圾处理与利用难题 美国密西根理工大学教授、 上海交大国 家千人计划获得者胡运行告诉记者, 垃圾填 埋需要考虑土地、 降解率问题, 土地是紧缺 资源, 垃圾填埋场的土地在几十年上百年内 都无法再进行利用, 同时有污染地下水源的 危险, 遗祸后代.垃圾焚烧会排放有毒的二 f英和造成雾霾的含氮、 含磷、 含碳飞尘等, 这些都会加重空气污染. 餐饮垃圾、 废弃纸张和各类含生物质制 品组成的城市垃圾富含油脂和有机物, 容易 滋生害虫和细菌并产生异味, 严重影响城市 环境.传统焚烧处理因其高含水率而难以进 行;

填埋处理可能会造成更难以解决的二次 污染和疾病传播;

生物发酵方式仍无法解决 此类垃圾的剩余残渣,同时发酵周期较长, 生物质转化率较低, 资源利用效率不高. 金放鸣认为, 这些简单的垃圾处理方式 无法对垃圾进行有效的资源化利用, 渐渐不 适应现代化城市建设与发展的要求. 她和她的团队采用了生活垃圾的各种代 表物, 如蔬菜类、 肉类、 鱼类等进行研究, 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;

如 果要继续分解乙酸, 则需要使用更高温度或 其他催化剂, 造成成本上升.其实, 乙酸作为 一种极其重要的化工原料, 本身就是一种价 值很高的产品. 因此, 金放鸣的研究转向了湿式燃烧垃 圾选择性产乙酸这一更加环保低碳的新方 向.经过二十年潜心钻研和技术攻关, 金放 鸣研究团队提出一种新的垃圾处理方法―― ―水热氧化技术.从垃圾模型化合物到 实际生活垃圾混合物, 研究人员完成了一系 列的水热氧化实验研究, 摸清了每一种垃圾 成分在水热氧化过程中的转化规律, 相关研 究成果已发表于 《环境科学与技术》 《生物资 源技术》 等国际学术期刊, 并已申报多项水 热氧化生活垃圾方面的专利. 据悉, 水热氧化是一种相对新的氧化方 法,一般在 100℃~400℃及高压水环境中进 行,可将有机物氧化分解为二氧化碳和水, 因此也叫湿式燃烧技术.金放鸣介绍, 该项 技术能够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.其最初起源于美 国, 用于处理造纸黑液这样的高浓度、 难降 解的有机废水.当水中有机物浓度达到 2% 时, 有机物湿式燃烧放出的热量, 就能够维 系这一体系化学反应自发进行;