水熱技術處理裝置示意圖

在沒有臭味的情況下，1小時內就能處理完濕垃圾，而且余下的“廢水”和“廢渣”還可用于農業肥料……近日，上海交大環境科學與工程學院教授金放鳴團隊的“濕垃圾水熱氧化技術”邁出了工業化“試車”的第一步。該團隊與企業合作建成的第一臺連續式水熱資源化濕垃圾技術裝置在浦東投料運行測試成功。

最新的垃圾分類立法考驗著上海這座國際化都市，高科技如何助力解決垃圾分類中出現的問題顯得尤為迫切。據介紹，這個新裝置就像一個“水熱魔法師”，濕垃圾被“吞”進去后，很快就全部轉化成優質的農業肥，且每日處理能力達到百噸級，真正實現“變廢為寶”。

“水熱魔法”

各種生物質變油、變煤的地質現象，是地球上生生不息的自然碳循環。動植物經過億萬年地下沉積形成石油、煤炭。這個高溫高壓下的水熱反應過程如能大大壓縮，可否用于濕垃圾，使之快速轉化為可回收的化工原料?

金放鳴20多年前在日本讀博期間開始進行水熱技術相關研究。她曾嘗試利用水熱氧化技術燃燒處理生活垃圾用于發電，在此過程中，她嘗試將蔬菜類、肉類、魚類、脂肪類等不同成分的濕垃圾進行水熱氧化燃燒。但她發現，在處理之后，無論先前濕垃圾成分如何變化，乙酸都會作為難以繼續分解的最終產物殘留下來。而乙酸本身就是一種附加值很高的化工原料。

為此，金放鳴調整了研究方向，將目光由“發電”轉向“生產乙酸”這一更加環保低碳的新方向。2007年，金放鳴回國后組建碳循環技術研究團隊，首次提出了模擬自然加快地球碳循環的水熱技術概念體系，并獲得了水熱處理有機質廢棄物的一系列專利。研究團隊陸續攻克了生物質有機物在不同水熱條件下轉化為腐殖酸、甲酸、乙酸、乳酸等高附加值產品的技術。

就地處置

在上海交通大學第三餐飲大樓的東面，運行著百公斤級生活垃圾水熱氧化處理實驗的中試設備，該中試設備被用于處理學校食堂中產生的餐廚垃圾。3年前，上海交大何潤田博士在金放鳴的指導下完成了這一連續式中試設備的開發。

據介紹，相比于目前應用最為廣泛的濕垃圾厭氧發酵技術，水熱氧化濕垃圾處理技術具有處理周期短、資源利用率高等特點。這種處理方式無毒、無害、無三廢，更不會產生臭味。根據工藝需求，最快只需不到1小時就能將濕垃圾“吃干榨凈”，全部變成有用的資源。

金放鳴介紹，濕垃圾中的有機物經過水熱氧化技術轉化后，產生的“廢水”含有大量有機質和其他營養物質，是高品質的液肥，能夠直接用于農作物施肥或水產養殖;固體“廢渣”是腐殖酸原粉，經過加工后可以用于土壤、大氣、水體污染修復等，也可以直接用于農業施肥。腐殖酸類物質則是凈化生物圈、改善生態環境的資源。

今年3月，金放鳴團隊獲得上海環境科技企業投資，雙方針對這項自主創新技術的工業化展開深度合作。隨后，技術團隊和工程師克服困難，最終完成了首套連續式(百噸級)濕垃圾水熱資源化工業裝置的研發和生產，并于7月1日開機試驗成功。

全品回收再利用

根據上海市生活垃圾分類投放指南，濕垃圾主要指易腐垃圾或易腐的生物質生活廢棄物，主要包括食材廢料、剩飯剩菜、過期食品、瓜皮果核、花卉植物等。據了解，在全國生活垃圾中，餐廚垃圾占比達到50%以上，現有水熱資源化處理技術可以將此部分垃圾完全資源化利用，加工處理成高附加值工業產品。

“未來，占生活垃圾總量約40%的干垃圾也將實現水熱資源化回收再利用，人類生產、生活中產生的垃圾的回收利用率將達到90%以上，實現戰略性垃圾全品類回收再利用。”金放鳴表示。

同時，由于水熱氧化技術可以做到高度集成化，廠房占地面積大大縮小，日處理100噸濕垃圾的水熱處理核心部分只需60平方米左右。因此，可以根據需要建造大中小型裝置，應用于城鎮、商場、學校等不同場景。

下一步，金放鳴希望與不同部門協作實現分類運輸、分類處置，積極推廣水熱資源化技術，讓有機物垃圾通過循環利用變廢為寶，真正實現城市生活垃圾減量化、無害化、資源化和就地化處理模式。