原標(biāo)題：濕垃圾發(fā)電、小龍蝦制藥，上海交大研究團(tuán)隊變垃圾為寶

圖片來源：視覺中國

餐廚垃圾能為手機(jī)或者平板電腦供電？廢棄蝦蟹殼能夠煉制高附加值化學(xué)品、藥物？上海交大中英國際低碳學(xué)院的兩項研究成果，讓這些情況成為現(xiàn)實(shí)。

距離《上海市生活垃圾管理條例》正式實(shí)施將滿一年，目前上海全市濕垃圾分出量為9200噸/日，清運(yùn)量為8200噸/日，處理量為5050噸/日；同時，餐廚等濕垃圾經(jīng)垃圾車收集后進(jìn)行集中式處理，長距離運(yùn)輸，會帶來運(yùn)輸成本、廢氣排放、垃圾異味等問題。

在濕垃圾生產(chǎn)量快速增長的情況下，盡量減少餐廚垃圾的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、提高回收資源化能力，變得尤為迫切。

低碳學(xué)院有機(jī)廢物資源化研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人張景新表示，他們研發(fā)的分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)采用了臨近垃圾產(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)。

研究團(tuán)隊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)。

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。

“餐廚垃圾的組成成分影響著系統(tǒng)的發(fā)電量，當(dāng)組分中碳?xì)浠衔?、蛋白質(zhì)、脂肪的含量越高時，產(chǎn)生的沼氣越多，從而產(chǎn)生的電能也越多?！睆埦靶陆榻B，經(jīng)過模擬計算，該系統(tǒng)處理一噸的餐廚垃圾的發(fā)電量為200-400kWh，產(chǎn)生的電能可為13000-26000臺手機(jī)充電。

張景新指出，分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)，將為城市發(fā)展中有機(jī)廢物的能源化處理提供有力基礎(chǔ)；同時，厭氧消化系統(tǒng)可以有效減少有機(jī)廢物和城鎮(zhèn)溫室氣體的排放并產(chǎn)生更多的能源，提高資源利用效率。

進(jìn)入夏天，小龍蝦等甲殼類食物廣受歡迎，這類食品的可食用部分通常為40%-50%。

據(jù)統(tǒng)計，全球每年約有800-1000萬噸的蝦蟹殼垃圾產(chǎn)生，大部分蝦蟹殼被直接丟棄或填埋，在環(huán)境降解過程中，它們會釋放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。

上海交大中英國際低碳學(xué)院陳熙所在的課題組，與新加坡國立大學(xué)顏寧課題組合作，成功研究出一種新技術(shù)來處理蝦蟹殼垃圾。

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。碳酸鈣可以被用作建筑材料、造紙?zhí)畛鋭┑龋鞍踪|(zhì)可以被用作動物飼料；甲殼素是世界上儲量最大的生物質(zhì)資源之一，含有碳元素和氮元素，且結(jié)構(gòu)較為均一，有望替代或補(bǔ)充化石資源路徑為現(xiàn)代社會提供重要化工和醫(yī)用產(chǎn)品。

上述新技術(shù)采用高壓二氧化碳為一種綠色酸試劑，在水中溶解蝦蟹殼中的碳酸鈣，去除率達(dá)到95%以上；然后，通過180度高溫水使蛋白質(zhì)水解脫落。

陳熙表示，整個過程只使用了二氧化碳和水兩種試劑，幾乎沒有污染物產(chǎn)生，且成本低廉，兩步處理后甲殼素的純度可達(dá)90%以上。

從蝦蟹殼中高效提取甲殼素后，就可以利用催化劑、預(yù)處理等技術(shù)制備乙醇胺、含氮藥物等。乙醇胺可用來捕集二氧化碳、制作染料、藥物，在醫(yī)藥領(lǐng)域，85%的最暢銷藥物都是含氮化合物。

陳熙表示，目前已開發(fā)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。

通過結(jié)合預(yù)處理和硼酸催化劑體系，該研究團(tuán)隊還將甲殼素高分子轉(zhuǎn)化為一種含氮呋喃化學(xué)品，而這種含氮中間體是合成抗癌藥物的重要原料。

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