樸添勤 邊婧文

為推動城市建設(shè)更加清潔環(huán)保，讓首都人民更加安康幸福，北京正在向建設(shè)中國特色世界城市方向邁進(jìn)。由此帶來的科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出“千帆競發(fā)，百舸爭流”的局面。如果你留意一下，你會發(fā)現(xiàn)你身邊也許就會有同學(xué)在進(jìn)行科研創(chuàng)新。

殘湯剩菜化為汽車燃?xì)?/p>

2012年9月7日，記者來到北京化工大學(xué)科技園，在園區(qū)內(nèi)一個豎立著兩個巨大罐子的門口，看到一個留著絡(luò)腮胡子的小伙子正在處理一大桶泔水。您別誤會，他可不是煉地溝油的黑作坊主，更不是準(zhǔn)備用泔水喂豬的養(yǎng)殖者，而是北京化工大學(xué)的直博高材生，北京市高等學(xué)校環(huán)境污染控制與資源化工程研究中心朱保寧老師的得意門生王龍。那一大桶泔水，他們的術(shù)語叫餐廚垃圾，是他剛用電動三輪車從北京化工大學(xué)食堂拉來的。

博士生怎么干這個？沒錯，很多人有此疑問。這個博士生收泔水不假，但與那些黑作坊完全不同，他要用餐廚垃圾“變”出清潔燃?xì)?。到底是怎么“變”的呢？推開北京化工大學(xué)科技園區(qū)餐廚垃圾制造燃?xì)忭椖渴痉痘氐拇箝T，且聽王龍娓娓道來。

“您可能看過網(wǎng)上的視頻‘原來屁是可以點(diǎn)燃的，我們的反應(yīng)過程就跟屁的產(chǎn)生過程類似，屁之所以能夠點(diǎn)燃，因為它就是食物消化過程中產(chǎn)生的類似沼氣的多種氣體的混合，可以點(diǎn)燃的就是其中的甲烷，只是屁中甲烷的含量比較低?！币粋€貼切、有趣又通俗易懂的例子后，王龍開始一本正經(jīng)地介紹這個由北京化工大學(xué)朱老師指導(dǎo)，他負(fù)責(zé)研究實(shí)踐的這個中試階段示范項目。

“這就是我們的設(shè)備，每天我要從食堂拉來大約130～150公斤的餐廚垃圾，這些垃圾就是產(chǎn)生燃?xì)獾脑稀！蓖觚堈f。

他要做的第一步是簡單地人工分選，去除微生物不可利用的無機(jī)物質(zhì)，也就是泔水里面混雜的塑料瓶、筷子、陶瓷盤、鐵勺等， 然后將餐廚垃圾投入第一個設(shè)備——粉碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎后的物料進(jìn)入一個叫做調(diào)節(jié)池的嵌入地下的大圓筒充分?jǐn)嚢瑁儆寐輻U泵將其打入兩個巨大的酸相發(fā)酵罐。

指著兩個大罐子，王龍介紹：這套設(shè)備最開始只有一個發(fā)酵罐，但在實(shí)驗過程中，因為餐廚垃圾比較復(fù)雜，生物菌的種類繁多，他們發(fā)現(xiàn)通通放進(jìn)一個罐子，發(fā)酵效果不理想，于是做了個特別有意義的改進(jìn)，把單個發(fā)酵罐改成酸相發(fā)酵罐和甲烷相發(fā)酵罐兩個，分別針對不同生物菌的生產(chǎn)環(huán)境，大大地提高了產(chǎn)氣量。

沼氣制出來了，但它并不是高品質(zhì)的能源。沼氣中可燃的有效成份甲烷只占50～65%之間，需要進(jìn)一步提純處理。通過他們自主知識產(chǎn)權(quán)的壓力水洗或化學(xué)吸收技術(shù)，將甲烷的濃度提升值95%以上，并收集存儲于儲氣罐中。

朱老師介紹，這樣提純出來的高濃度的甲烷氣熱值極高，完全可以用于發(fā)電、戶用和車載燃?xì)?，已?jīng)開始在城市居民小區(qū)中進(jìn)行這方面的示范。也許不久的將來，我們就會坐上燃?xì)獬鲎廛?，而那些氣就是來自于食堂里面的殘湯剩菜?/p>

制氣過程中產(chǎn)生的沼渣沼液，也沒有作為廢物扔掉，他們將其作為固體肥，用于溫室中植物的種植。收獲后的植物被人們食用，剩余的垃圾和根莖都可以粉碎后再次作為厭氧消化的原料產(chǎn)生沼氣，這就實(shí)現(xiàn)了一個小的生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)。

另外，沼氣提純同時得到的高純度的二氧化碳?xì)怏w，也沒有浪費(fèi)，而是作為氣肥讓植物更好地生長。其效果也是有論證的，項目組有同學(xué)分別在兩個溫室種西紅柿做對比試驗來研究氣肥的作用。他們發(fā)現(xiàn)，通二氧化碳的西紅柿無論從植物根莖的長勢，還是從結(jié)果率、果實(shí)數(shù)量和果實(shí)質(zhì)量都比不通的好。

如果……世界上就沒有垃圾了

有人說，博士生做點(diǎn)什么實(shí)驗不好，為什么非跟惡臭的廚余垃圾較勁呢？聽到這樣的話，從本科就開始這方面學(xué)習(xí)的王龍，有一肚子話要說。

餐廚垃圾是城市生活垃圾的主要組成部分。中國城市每年產(chǎn)生餐廚垃圾不低于6000萬噸，其中，北京市每天產(chǎn)生約1200噸餐廚垃圾。

我們國家城市生活垃圾60%以上是填埋的，現(xiàn)在已經(jīng)是埋無可埋了，造成了很多社會問題，尤其是害怕填埋場對周邊大氣水質(zhì)的影響，周邊居民對填埋場選址的意見非常大；還有20%～30%是焚燒，在焚燒垃圾過程中，由于廚余垃圾的含水量高，若沒有完全燃燒則可能排放出有毒氣體二英，嚴(yán)重致癌，威脅環(huán)境和人們的身體健康。

“最心疼的是，本身這些垃圾可以是能源，還要用能源去燒它，造成雙重浪費(fèi)。另一方面，填埋成本高昂，不僅占用越來越珍貴的土地資源，同時產(chǎn)生的滲瀝液也埋下了污染地下水的隱患?！蓖觚堈f，“所以廚余垃圾是實(shí)現(xiàn)生活垃圾減量化、資源化、無害化的重點(diǎn)內(nèi)容，同時也是難點(diǎn)所在，我們就是要看看能否找到好的辦法?！?/p>

當(dāng)年北京市高等學(xué)校環(huán)境污染控制與資源化工程研究中心主任李秀金教授從海外回國創(chuàng)業(yè)，把厭氧消化技術(shù)應(yīng)用于秸稈和糞便制出沼氣供農(nóng)村利用，在全國的示范工程如火如荼地展開，取得了不錯的成績。與此同時，他發(fā)現(xiàn)，還沒有把厭氧消化技術(shù)應(yīng)用在城市生活垃圾這塊，特別是最難以處理的廚余垃圾，就比較早地開始研究試驗。從實(shí)驗室的瓶瓶罐罐的小試階段，一步步擴(kuò)大規(guī)模。

“現(xiàn)在我很幸運(yùn)，能夠做這部分的研究和中試階段的實(shí)驗，而且看到了技術(shù)基本成熟，達(dá)到可以推廣的程度。這個技術(shù)別說推廣到全中國，就是在北京推廣也是非常令人稱道的事情?！蓖觚堈f。

碩士階段，王龍是按照老師的指導(dǎo)來做事，隨著對這個項目和行業(yè)越來越了解，他覺得這必然會是個有很大發(fā)展的行業(yè)。因為人類已經(jīng)走到資源如此緊張的程度，垃圾還去埋？還要用能源去燒？為什么不把垃圾轉(zhuǎn)化成可利用的資源？

“我們這個行業(yè)常說，垃圾是放錯地方的資源，我們是把這部分垃圾從處理廠拿出來放到可利用的地方。垃圾不用埋了，就不用占用土地，不造成污染，不燒，不浪費(fèi)能源，還可以產(chǎn)生可利用的能源沼氣，這就是循環(huán)經(jīng)濟(jì)。”說到這里，王龍?zhí)崞?，“昨天我去參加第七屆固體廢物管理與技術(shù)國際會議，三十幾個國家的專家參會，如果你參加那個會議，就會發(fā)現(xiàn)把專家們的所有研究方向加起來，這個世界上就沒有垃圾了。我越來越覺得垃圾就這樣丟掉非?？上А！?/p>

“大學(xué)食堂一頓中飯的餐廚垃圾基本不用倒了”

那么，如果把這套工藝和設(shè)備推廣，達(dá)到工程規(guī)模的話，投入和產(chǎn)出的衡量，會是怎樣的呢？

目前，項目處于中試階段，每天消化約150公斤的餐廚垃圾，能產(chǎn)出15～20立方的沼氣，

如果工程規(guī)模的話，每天處理餐廚垃圾至少達(dá)到3噸，每噸可產(chǎn)生沼氣200立方米，其中生物燃?xì)?10立方米、二氧化碳90立方米，另有固體有機(jī)肥1.5噸，價值大概1500元。去掉運(yùn)送餐廚垃圾的人工、這套設(shè)備的水電、設(shè)備的維修折舊等費(fèi)用180元/天，每天的效益約1300元。

綜合核算下來，目前使用餐廚垃圾產(chǎn)生燃?xì)獾膬r格，比天然氣高不少，但相比日漸枯竭和高價的石油資源，生物燃料作為車用燃?xì)庥泻艽蟮膬r格優(yōu)勢。

但如果不加以回收利用，以前面提到填埋等方式處理對環(huán)境的污染是無法估量的。此外，實(shí)際生活中，這些餐廚垃圾的去向也很令人擔(dān)憂，“其實(shí)學(xué)校還好一點(diǎn)，直接交給市政環(huán)衛(wèi)處理。但社會上一些用餐場所的餐廚垃圾，多數(shù)是把餐廚垃圾賣給一些不法分子喂豬、煉地溝油，對居民的生活和身體都會造成巨大的危害?！蓖觚堈f。

即使是現(xiàn)在做的規(guī)模，王龍也覺得非常有意義?！捌鋵?shí)都不用說推廣，就每天300斤垃圾的處理貢獻(xiàn)都挺大的，如果高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)起來，我們化工大學(xué)食堂一頓中飯的餐廚垃圾基本不用倒了。如果兩條線都做起來就翻倍，基本可以處理全天的垃圾?！?/p>

花絮

有味道的項目組

從小試到中試再到工程階段的不斷探索研究，研究中心成果不斷，在育人方面也是碩果累累，培養(yǎng)了好多碩士和博士。王龍從研二起就在這個項目上，雖然他也常覺得發(fā)酵的酸臭味兒難以忍受，但他認(rèn)為“味道也是這個項目組的最大特色。做這個東西不產(chǎn)生味道也不正常”，接著笑著說起那些關(guān)于味道的趣事兒。

最有意思的是，味道還是判斷實(shí)驗進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)。項目組里面有個“嗅覺帝”，他做實(shí)驗特別認(rèn)真也很有經(jīng)驗了，據(jù)說他靠聞，就能知道反應(yīng)進(jìn)程，判斷PH值上下差不了0.3。有一回大家在辦公室里面寫文章，他突然匆匆忙忙過來，形色緊張，大伙兒問他出什么事兒了？他說：“壞了，我進(jìn)實(shí)驗室發(fā)現(xiàn)里面不臭！”大家做驚愕狀，“怎么？你們還不懂嗎，不臭就說明沒長好唄（微生物）， 是不是出什么問題了??？”大家開始驚呆了，后來反應(yīng)過來都跑到實(shí)驗室看，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，真的出事兒了——停電了，加熱沒上來微生物沒有保持旺盛的生長狀態(tài)，進(jìn)入休眠狀態(tài)，所以就沒味兒?！斑€真就被他給聞出來了?！蓖觚埿Φ?。