陳洪章教授和他的城市垃圾處理新方案

  “兩會(huì)”期間，一直備受公眾廣泛關(guān)注的環(huán)保話題，成為代表委員們關(guān)注的焦點(diǎn)。在兩會(huì)之外，中國(guó)科學(xué)院工程研究所生物質(zhì)煉制工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳洪章就環(huán)保話題，也向媒體展示了他和他的團(tuán)隊(duì)在水泥窯協(xié)同處置城市垃圾問(wèn)題上的新成果。

  “最近我一直也在關(guān)注兩會(huì)報(bào)道，特別是新任國(guó)家環(huán)保部長(zhǎng)陳吉寧的環(huán)保新思路，例如，‘四管齊下’落實(shí)環(huán)保法；實(shí)施質(zhì)量和總量雙管控；‘讓環(huán)保隊(duì)伍真正成為一支鐵腕治污、勇于擔(dān)當(dāng)、公正透明、作風(fēng)過(guò)硬的隊(duì)伍’等，更使我對(duì)此領(lǐng)域的研究充滿信心?！标惡檎抡f(shuō)。

  陳洪章還介紹說(shuō)，目前城市垃圾處理主要有土地填埋、堆肥及焚燒三種方法。填埋處理費(fèi)用低，方法簡(jiǎn)單，但不僅耗用土地資源大，且對(duì)大氣、水、土壤造成的二次污染較為嚴(yán)重，已經(jīng)有多個(gè)地方因此出現(xiàn)群體上訪事件；堆肥雖然既解決垃圾的出路，又可達(dá)到再資源化的目的，但對(duì)垃圾選擇性差，生產(chǎn)規(guī)模小，堆肥肥效低；焚燒方式雖說(shuō)節(jié)約土地資源，減容減量效果好，二次污染危害小，適用范圍廣，但前期投入大，燃燒不充分又會(huì)產(chǎn)生二惡英。我國(guó)垃圾填埋比例超過(guò)70%，考慮到土地資源的缺乏，垃圾焚燒將成為今后城市垃圾處理最有潛力的方式之一。

  在談到水泥窯協(xié)同處置城市垃圾問(wèn)題時(shí)，陳洪章教授和他的團(tuán)隊(duì)向記者展示了他們的主要成果——汽爆技術(shù)。

  汽爆技術(shù)的原理及過(guò)程為：具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的植物原料在高壓（0.8~3.4MPa）、高溫（180~240℃）介質(zhì)下汽相蒸煮，半纖維素和木質(zhì)素產(chǎn)生一些酸性物質(zhì)，使半纖維素降解成可溶性糖，同時(shí)復(fù)合胞間層的木質(zhì)素軟化和部分降解，從而消弱了纖維間的粘結(jié)。然后，突然減壓，介質(zhì)和物料共同作用完成物理的能量釋放過(guò)程。物料內(nèi)的汽相介質(zhì)噴出瞬間急速膨脹，同時(shí)物料內(nèi)的高溫液態(tài)水迅速暴沸形成閃蒸，對(duì)外作功，使物料從胞間層解離成單個(gè)纖維細(xì)胞。由于高溫高壓作用，及其類酸性作用，汽爆過(guò)程能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)降解成多肽和氨基酸，使淀粉糊化降解成寡糖或葡萄糖，因此汽爆技術(shù)除能夠處理植物纖維類原料外，還能處理動(dòng)物尸體、屠宰場(chǎng)下腳料、畜禽毛發(fā)、餐廚垃圾、城市生活垃圾等生物質(zhì)原料。

  處理技術(shù)方面，由于汽爆技術(shù)是在高溫高壓的環(huán)境中進(jìn)行，同時(shí)瞬間泄壓產(chǎn)生爆破力作用，因此汽爆技術(shù)應(yīng)用于城市生活垃圾的處理具有粉碎作用、預(yù)分選作用、分解作用、消毒作用、臭味去除作用。

  在分級(jí)轉(zhuǎn)化工藝流程上，市政運(yùn)送的垃圾不經(jīng)破袋和破碎處理，直接輸送至供料裝置，定量送至汽爆罐中。高溫高壓滅菌處理后，瞬時(shí)泄壓，汽爆處理后的垃圾通過(guò)梳分技術(shù)將纖維狀物料與碎片狀物料分離。纖維狀物料主要為塑料、植物纖維、織物等，碎片狀物料主要為餐廚垃圾、紙張、橡膠、無(wú)機(jī)物質(zhì)等。碎片狀物料經(jīng)環(huán)壓成型后制備得到棒狀成型燃料，纖維物料用于生產(chǎn)制備建筑用木塑模板。

  五種優(yōu)勢(shì)尤為明顯。即垃圾直接處理，不進(jìn)行破袋和破碎，避免了破碎過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，保障了工作人員的健康；高溫處理滅菌徹底，避免了病原微生物對(duì)人體健康的威脅；汽爆處理后進(jìn)行垃圾分類，避免了病原微生物及粉塵對(duì)人體健康的威脅。同時(shí)，汽爆處理后，更有利于城市生活垃圾的分類；城市生活垃圾不是全部作為燃料，而是最大化實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，這部分回收的資源進(jìn)行高值化轉(zhuǎn)化，能夠降低企業(yè)的運(yùn)行成本；塑料分選后不進(jìn)入燃料系統(tǒng)，因此在燃燒時(shí)可以降低二惡英的產(chǎn)生。

  陳教授和他的團(tuán)隊(duì)拿一條2500t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線算了一筆環(huán)保效益賬。每天耗煤量為433.3噸，若配套日處理300噸城市生活垃圾處置項(xiàng)目，每天可替代60噸煤炭，補(bǔ)充84噸水泥原料，同時(shí)產(chǎn)出50噸建筑用木塑模板，實(shí)現(xiàn)年處理生活垃圾總量10萬(wàn)噸。每噸垃圾處理成本在130元，而每噸建筑用木塑模板可獲利200元，因此，折算后每噸垃圾處理成本將不到100元，水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾不僅產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，顯著降低了企業(yè)的運(yùn)行成本。顯著降低企業(yè)的運(yùn)行成本，更將收獲良好的社會(huì)效益，一解“垃圾圍城”之?dāng)_。