厨余垃圾变“充电宝” 上海交大多项“低碳”科研成果亮相

　　鲁网6月5日讯 重量为40kg的餐厨垃圾，投入系统内的厌氧消化罐后，经过厌氧发酵产生沼气，随后转化为电力和热力，其输出的电能大约可供1000台手机充电......上海交通大学推出的分布式餐厨垃圾能源化系统，让厨余垃圾“摇身一变”，成了日常使用的电子设备“充电宝”。

　　据悉，这款系统采用了临近垃圾产生源头的原位处理方式，将所有处理和能源转化设备集中在一个长为6米的移动式集装箱内，克服了远距离运输的弊端。“按照特定的比例将厌氧微生物和餐厨垃圾混合后，在厌氧消化系统中，餐厨垃圾将会分解成沼气，随后沼气通过热电联产系统转变成电力和热力，而这些产生的电能就可以直接输出为附近人群提供手机充电以及其他服务。”该项目负责人、上海交大中英国际低碳学院副教授张景新说。

　　张景新介绍，就其应用性而言，餐厨垃圾可以通过该系统产生电能，且厌氧消化过程中产生的富含营养物质的消化物可进一步加工作为肥料。同时，团队通过对系统的调试和研究表明，整个系统产生的电能和热能能够满足其自身工作需要的电能热能。

　　“餐厨垃圾的组成成分影响着系统的发电量，当组分中碳氢化合物、蛋白质、脂肪的含量越高时，产生的沼气越多，从而产生的电能也越多。”张景新表示，经过模拟计算，该系统处理一吨的餐厨垃圾的发电量为200-400kWh，换算下来，能够为13000-26000台手机充电。

　　张景新补充说，厌氧消化系统可以有效减少有机废物和城镇温室气体的排放并产生更多的能源，提高资源利用效率。在实现废弃处理的同时，最小化自然资源、能源的消耗以及二次污染，将线性经济的概念转变为循环经济，建设可持续发展的特大城市模式。

　　据介绍，该系统由上海交大中英国际低碳学院有机废物资源化研究团队、新加坡国立大学合作研发，以双方联合承担的“超大城市的能源与环境可持续发展解决方案”Create-E2S2项目为基础。目前，系统已经在新加坡国立大学率先应用，有一套系统正在上海交通大学中英低碳学院试运行，旨在为城市发展中有机废物的能源化处理和扩大化商业化应用提供有力基础。

　　探秘“壳中玄机”

　　废弃“虾蟹壳”也可产出“大用途”

　　当前，螃蟹、小龙虾等水产已成为餐桌上最受欢迎的食材之一。人们在享用美食的同时，也产生了大量的虾蟹壳废弃物。据统计，全球每年约有800-1000万吨的虾蟹壳垃圾产生，大部分虾蟹壳被当作垃圾直接丢弃或填埋，在环境降解过程中，它们释放出大量二氧化碳和氮氧化物，在一定程度上助长了温室气体的额外排放。

　　上海交大中英国际低碳学院陈熙课题组、新加坡国立大学颜宁课题组合作，成功开创了一种温和、无污染的新技术来处理虾蟹壳垃圾。据悉，新技术采用高压二氧化碳为一种绿色酸试剂，在水中溶解虾蟹壳中的碳酸钙，去除率可达95%以上。另一方面，对于壳上蛋白质成分的去除，则通过180度高温水使蛋白质水解脱落。

　　有关负责人介绍，上述处理过程仅使用了二氧化碳和水两种试剂，几乎没有污染物产生，且成本低廉，两步处理后甲壳素的纯度可达90%以上。通过成分和碳排放计算，这项新技术比传统工艺能够减少碳排量80%，总体成本也为传统工艺的一半左右。

　　据悉，虾蟹壳中的主要成分包括碳酸钙、甲壳素和蛋白质，是天然可再生资源，蕴含亟待开发的巨大价值。例如，碳酸钙可被用作建筑材料、造纸填充剂等，蛋白质可以被用作动物饲料；甲壳素是世界上储量最大的生物质资源之一，是一种具有重要价值的高分子，有望替代或补充化石资源路径为现代社会提供重要化工和医用产品。

　　该项目组有效将虾蟹壳中的成分进行分离和提取，并开发了绿色、环保、经济的新技术，将提取的甲壳素成功转化为重要化学品，真正实现“变废为宝”。目前，团队已开发多种新型路径转化甲壳素制备20余种不同的含氮化学品。相关技术已申请专利，不久后将进行中试研究。海洋废弃虾蟹壳有望像石化资源一样，成为一种可制备多种化学品的平台资源，为未来含氮化学品的制备提供极具价值的新思路。