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北極:“看得見”可回收物的垃圾分揀機(jī)器人、餐廚垃圾輸出電能給手機(jī)電腦充電、“殼中有玄機(jī)”讓廢棄蝦蟹殼“變身”有用資源……在6月5日世界環(huán)境日到來之際，上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院的三個研究團(tuán)隊(duì)帶來各自硬核“低碳”成果，讓生活中隨處可見的垃圾搖身一變，成為多樣化資源。
手速快、目力好、節(jié)成本，超視覺垃圾分揀機(jī)器人“解放人工”助力垃圾分類
上海交大中英國際低碳學(xué)院固體廢棄物資源化技術(shù)與智能裝備團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一款超視覺垃圾分揀機(jī)器人，打破了國外技術(shù)壟斷，每小時可分揀垃圾5400次，大大節(jié)約了人工成本。這款超視覺垃圾分揀機(jī)器人不僅手速快，“目力”也很好，可以快速在大量垃圾中精準(zhǔn)識別可回收物，助力全國垃圾分類工作，幫助環(huán)保企業(yè)技術(shù)升級。
“一個超視覺垃圾分揀機(jī)器人可以高精度分揀多種不同品類的垃圾，有效分揀率可達(dá)95%，最高分揀速度5400次/小時，工作時間24小時/天。生產(chǎn)線上每套設(shè)備布置2個機(jī)械手，相當(dāng)于替代了54個分揀工人的工作量?！痹擁?xiàng)目負(fù)責(zé)人、上海交大中英國際低碳學(xué)院副教授李佳介紹說。
目前，這款機(jī)器人已進(jìn)入產(chǎn)學(xué)研技術(shù)推廣階段，團(tuán)隊(duì)將與國內(nèi)環(huán)保頭部企業(yè)對接合作與共同開發(fā)，使超視覺垃圾分揀機(jī)器人更快進(jìn)入市場應(yīng)用。
餐廚垃圾能源化系統(tǒng)將垃圾變身手機(jī)電腦“充電寶”
餐廚垃圾的來源非常分散，傳統(tǒng)的做法是經(jīng)過垃圾車收集后進(jìn)行集中式處理。長距離的運(yùn)輸帶來了高昂的成本，且運(yùn)輸過程中車輛帶來的廢氣排放，垃圾散發(fā)的臭氣等一系列問題也影響著居民的生活環(huán)境和健康，而緩解這一問題的方法之一就是盡量減少餐廚垃圾的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
上海交大中英國際低碳學(xué)院有機(jī)廢物資源化研究團(tuán)隊(duì)與新加坡國立大學(xué)合作研發(fā)的分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)，采用臨近垃圾產(chǎn)生源頭的原位處理方式，將所有處理和能源轉(zhuǎn)化設(shè)備集中在一個長為6m的移動式集裝箱內(nèi)。其中，整個系統(tǒng)的核心是厭氧消化罐。
重量為40kg的餐廚垃圾在投入系統(tǒng)內(nèi)的厭氧消化罐后，經(jīng)過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，隨后轉(zhuǎn)化為電力和熱力，其輸出的電能大約可供1000臺手機(jī)充電。
“按照特定的比例將厭氧微生物和餐廚垃圾混合后，在厭氧消化系統(tǒng)中，餐廚垃圾將會分解成沼氣，隨后沼氣通過熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成電力和熱力，而這些產(chǎn)生的電能就可以直接輸出為附近人群提供手機(jī)充電以及其他服務(wù)?！痹擁?xiàng)目負(fù)責(zé)人、上海交大中英國際低碳學(xué)院副教授張景新介紹說。
該分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)在上海交通大學(xué)與新加坡國立大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的重大國際合作項(xiàng)目“超大城市的能源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展解決方案”Create-E2S2項(xiàng)目的支持下，已經(jīng)在新加坡國立大學(xué)率先應(yīng)用，目前有一套系統(tǒng)正在上海交通大學(xué)中英低碳學(xué)院試運(yùn)行，為城市發(fā)展中有機(jī)廢物的能源化處理和擴(kuò)大化商業(yè)化應(yīng)用提供了有力的基礎(chǔ)。
探秘“殼中玄機(jī)”，廢棄蝦蟹殼產(chǎn)出大用途
各式各樣的海鮮水產(chǎn)是餐桌上廣受歡迎的食材，其中螃蟹、小龍蝦是受青睞的品種之一，但甲殼類蝦蟹的可食用部分通常為40%至50%，其余的重量大都集中在不可食用的殼上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年約有800-1000萬噸的蝦蟹殼垃圾產(chǎn)生，大部分蝦蟹殼被當(dāng)作垃圾直接丟棄或填埋，在環(huán)境降解過程中，它們釋放出大量二氧化碳和氮氧化物，在一定程度上助長了溫室氣體的額外排放。
蝦蟹殼中的主要成分包括碳酸鈣、甲殼素和蛋白質(zhì)，是天然可再生資源，蘊(yùn)含亟待開發(fā)的巨大價值。上海交大中英國際低碳學(xué)院陳熙課題組和新加坡國立大學(xué)顏寧課題組合作，成功開創(chuàng)了一種溫和無污染的新技術(shù)來處理蝦蟹殼垃圾。有了從蝦蟹殼中提取甲殼素的綠色技術(shù)后，就可以著手開發(fā)利用甲殼素制備重要化學(xué)品的技術(shù)。
目前課題組已開發(fā)出多種新型路徑轉(zhuǎn)化甲殼素制備20余種不同的含氮化學(xué)品。相關(guān)技術(shù)已申請專利，不久后將進(jìn)行中試研究，海洋廢棄蝦蟹殼有望像石化資源一樣，成為一種可制備多種化學(xué)品的平臺資源，為未來含氮化學(xué)品的制備提供了極具價值的新思路。
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