充分利用废物以确保它不是垃圾



随着越来越多的中国城市将执行强制性垃圾分类规定,上海交通大学中英低碳学院的研究小组正在努力设计出更有效的手段,以通过使用高端技术来完成这项任务。
 
在学院正在进行的项目中,有一个可以对干废物进行分类的机器人。
 
根据该项目背后的团队,该机器可以先识别出一块干废物,然后再将其放入相应的容器中。该设备目前拥有90%的准确率,每小时可分类多达5400件废物。
 
该学院项目负责人兼副教授李佳说:“从事手工分类未分类生活垃圾的工人暴露在不卫生的环境中。”
 
“这项工作还对工人的安全构成了威胁,因为有时会出现尖锐的金属碎片或碎玻璃之类的物品,可能会伤及他们。”
 
李补充说,鉴于恶劣的工作条件,雇用这样的工人变得越来越困难。
 
他说:“机器人对于此类重复性和艰巨的任务将非常有用。两个每天工作24小时的机器人可以处理54名工人的工作量,并且效率更高。”
 
“使用机器人还将提高回收废料的速度和质量,使其作为有价值的原材料重新进入生产过程,从而减少与制造新材料有关的污染。”
 
李书福指出,国内市场上缺乏废物分类设备,其他国家开发的此类产品价格过高,单个单位的价格可能高达人民币1000万元(140万美元)。维护成本也很高。
 
配备了三种最先进的传感器以及轮廓识别等其他技术,该机器可以识别物体的颜色,形状和纹理,以及物体的材质。一种算法还使机械臂能够确定最有效的方式来获取物品。
 
Li表示,该团队将与工厂和公司合作对机器人进行性能评估。
 
他说:“每个城市和附近地区的垃圾成分都不同,这些不同的元素将影响机器的性能。”
 
“机器人需要接受训练才能在真实环境中工作。”
 
该学院还一直与新加坡国立大学合作创建一个可以将厨余转化为电能和热量的系统。
 
传统上,厨房垃圾是通过卡车收集并运送到中心进行集中处理的。但是长途运输会产生一些问题,例如车辆排放的污染和垃圾气味。
 
该学院的项目负责人兼副教授张敬新说:“这些问题可以通过我们正在开发的湿废物处理系统来解决。” “这是一个相对紧凑的,5.8米长,2.3米宽,2.3米高的移动式集装箱,可以容纳在任何附近。”
 
该系统的核心是厌氧罐。在将厨余垃圾泵入水箱之前,先将其粉碎,然后与厌氧微生物接触后分解为沼气。然后,系统将沼气转化为电能和热量。
 
 
张说:“电力可以直接输出并用于手机充电,从而提高资源利用率。”
 
“厨房垃圾的成分会影响发电量。垃圾中的碳氢化合物,蛋白质和脂肪含量越高,产生的沼气就越多,发电量就越大。”
 
该系统目前正在新加坡国立大学和中英低碳学院进行试用。新加坡的结果显示,每40公斤厨房垃圾产生的能量最多可为1,000部手机充电。
 
该学院的另一个项目着重于处理特定类型的湿式甲壳类动物。
 
该学院助理教授陈曦说,全球产生了大约8到1000万吨甲壳类废物,其中大部分直接倾倒在垃圾填埋场中。
 
她说:“这些垃圾会释放出大量的二氧化碳和氮氧化物,导致温室效应。”
 
Chen解释了对这种特定废物类型的关注,他说甲壳类动物的主要成分是天然可再生资源,例如可用作建筑材料的碳酸钙和可用作动物饲料的蛋白质。
 
她说:“甲壳素的另一种成分是有价值的资源,具有巨大但被低估的潜力,可以生产有用的含氮化学物质,例如吸收二氧化碳的乙醇胺和抗癌药前体ProximicinA。”
 
“已经开发了从虾和蟹壳中提取几丁质的传统方法。但是,当前的方法使用腐蚀性的酸和碱,进而产生酸和碱的工业污水,造成环境污染并导致高成本。”
 
Chen说,该项目中使用的技术是受自然界钟乳石形成的启发,钟乳石中的碳酸钙在与水和二氧化碳接触后就溶解了。
 
同时,壳中的蛋白质被高温水去除。
 
使用新方法可以提取纯度高达90%的几丁质。
 
实验数据表明,与传统方法相比,该方法可减少约80%的碳排放量和一半的成本。
 
她说:“在工业化阶段之前,我们将进行更多的中试测试,并与海鲜加工厂合作。”
 
她补充说,将来也将需要政府的支持,以指导人们将甲壳类废物与其他种类的湿垃圾分开利用。
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