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普通人關(guān)心的是如何將垃圾分類丟棄，但華東師范大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的學(xué)生邱博然更關(guān)心的是城市垃圾的全過程處置。從大一開始，他就和同學(xué)們一起探索城市固體廢棄物領(lǐng)域，歷時624天，深入走訪132家社區(qū)學(xué)校和47家企業(yè)，收集1463份問卷，挖掘出可回收物回收難、餐廚垃圾資源化低這兩大難題，創(chuàng)新“雙策驅(qū)動”全方位調(diào)研城市生活垃圾處置現(xiàn)狀和存在的痛點(diǎn)問題。
垃圾處置方式各不同
全國生活垃圾全過程處置進(jìn)展如何？如何對癥下藥推動固廢的減污降碳協(xié)同增效？經(jīng)過討論后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)決定先通過資料分析對全國各省市自治區(qū)城市群開展預(yù)分級，確定“1+4+8”調(diào)研城市脈絡(luò)。隨后，各成員在各地走訪不同社區(qū)，調(diào)查社區(qū)垃圾集中點(diǎn)投放情況，結(jié)合企業(yè)考察、專題訪談進(jìn)行調(diào)研。很快，成員們就發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)的生活垃圾處置情況存在很大差異，想要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)著實(shí)不易。
不僅如此，不同垃圾的性質(zhì)也有不同的處置情況。有害垃圾數(shù)量少，危害性高，居民會有意識地分類處理。干垃圾體量最大，資源回收潛力不高，正在進(jìn)行由末端填埋向焚燒發(fā)電的轉(zhuǎn)變。相較于這兩者，“可回收物”和“餐廚垃圾”具備巨大的資源利用潛力，在現(xiàn)有體系下卻未被妥善資源化處置——“可回收物”再生資源利用是資源回收的有效手段，但實(shí)際社區(qū)的垃圾分類存在分類投放實(shí)效不高，制度模式較為落后等難題；“餐廚垃圾”占比最多，生化降解潛力巨大，但對它的末端處置仍大多是衛(wèi)生填埋和垃圾焚燒，不僅浪費(fèi)其極高的生物質(zhì)能，還會造成大量碳排放，需要突破更高效的生物處理技術(shù)。
打造多層級處置標(biāo)準(zhǔn)
“既然只用一個標(biāo)準(zhǔn)無法確定，那么就打造多層級的生活垃圾處置標(biāo)準(zhǔn)！”錨定調(diào)研挖掘的兩大發(fā)展困境和痛點(diǎn)后，團(tuán)隊(duì)決定以“雙策驅(qū)動”的創(chuàng)新模式體系，協(xié)同技術(shù)研發(fā)，對癥下藥：針對“可回收物”的再生資源利用，團(tuán)隊(duì)提出“模式體系驅(qū)動”方案，基于學(xué)科基礎(chǔ)創(chuàng)新推廣“兩網(wǎng)融合(生活垃圾清運(yùn)網(wǎng)和再生資源回收網(wǎng))”模式，凝練政策經(jīng)驗(yàn)建言政府，從模式體系驅(qū)動優(yōu)化處置流程。針對“餐廚垃圾”的高效生物處置，團(tuán)隊(duì)提出“技術(shù)產(chǎn)業(yè)驅(qū)動”方案，基于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)研發(fā)“碳點(diǎn)聯(lián)合生物電膜”多策略耦合技術(shù)，聯(lián)合三大創(chuàng)新技術(shù)開展中試和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試點(diǎn)，從末端產(chǎn)業(yè)驅(qū)動助力餐廚處置。
針對可回收物的再生資源利用，團(tuán)隊(duì)規(guī)范了前端收集和預(yù)處理方法，計(jì)算了各省市單位質(zhì)量垃圾的碳排放量橫向?qū)Ρ?，結(jié)果令人驚訝：2019年和2020年實(shí)行垃圾分類和“兩網(wǎng)融合”后，上海市的單位質(zhì)量垃圾碳排放量躋身全國垃圾碳減排首位。團(tuán)隊(duì)還計(jì)算出，如果全國都采取“兩網(wǎng)融合”模式，預(yù)計(jì)10年后全國各省所能貢獻(xiàn)的減碳潛力將達(dá)到1310萬噸。
創(chuàng)新技術(shù)為產(chǎn)業(yè)賦能
在調(diào)研了覆蓋上海80%餐廚污泥處置的16家企業(yè)后，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)餐廚垃圾處置產(chǎn)業(yè)存在三大痛點(diǎn)：周期長、效率低、成本高。針對這些痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)耗費(fèi)了264天，試驗(yàn)了3批次模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，研發(fā)出了成套化和模塊化設(shè)備。
團(tuán)隊(duì)在原有“電膜協(xié)作”技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，使用碳點(diǎn)聯(lián)合厭氧膜處理技術(shù)，讓微生物為餐廚污泥處理“打工”，將處置周期減半。但是，這一技術(shù)很快又遇上瓶頸：微生物的能源轉(zhuǎn)化效率低，總有一些微生物沒有完全發(fā)揮自己的能力，在角落里“躺平”。于是，團(tuán)隊(duì)多次討論后又創(chuàng)新引入微生物電化學(xué)調(diào)控技術(shù)，用微電流為微生物做“電療”，讓其從“躺平”變成“加油干”。改進(jìn)后的工作效率比目前市場最優(yōu)提高了約34%。與此同時，團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了多層復(fù)合高導(dǎo)膜組技術(shù)，由鍍銥鈦網(wǎng)、高導(dǎo)電性碳?xì)趾途燮蚁┢桨迥さ裙餐瑯?gòu)建的7層高導(dǎo)復(fù)合膜組件，在實(shí)現(xiàn)原位緩解膜污染的同時將成本降低了54%。
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