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北極:“看得見”可回收物的垃圾分揀機器人、餐廚垃圾輸出電能給手機電腦充電、“殼中有玄機”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，上海交通大學中英國際低碳學院的三個研究團隊帶來各自硬核“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，超視覺垃圾分揀機器人“解放人工”助力垃圾分類
上海交大中英國際低碳學院固體廢棄物資源化技術與智能裝備團隊研發(fā)的一款超視覺垃圾分揀機器人，打破了國外技術壟斷，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器人不僅手速快，“目力”也很好，可以快速在大量垃圾中精準識別可回收物，助力全國垃圾分類工作，幫助環(huán)保企業(yè)技術升級。
“一個超視覺垃圾分揀機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95%，最高分揀速度5400次/小時，工作時間24小時/天。生產線上每套設備布置2個機械手，相當于替代了54個分揀工人的工作量?！痹擁椖控撠熑?、上海交大中英國際低碳學院副教授李佳介紹說。
目前，這款機器人已進入產學研技術推廣階段，團隊將與國內環(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器人更快進入市場應用。
餐廚垃圾能源化系統(tǒng)將垃圾變身手機電腦“充電寶”
餐廚垃圾的來源非常分散，傳統(tǒng)的做法是經(jīng)過垃圾車收集后進行集中式處理。長距離的運輸帶來了高昂的成本，且運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距離運輸。
上海交大中英國際低碳學院有機廢物資源化研究團隊與新加坡國立大學合作研發(fā)的分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)，采用臨近垃圾產生源頭的原位處理方式，將所有處理和能源轉化設備集中在一個長為6m的移動式集裝箱內。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)內的厭氧消化罐后，經(jīng)過厭氧發(fā)酵產生沼氣，隨后轉化為電力和熱力，其輸出的電能大約可供1000臺手機充電。
“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)產系統(tǒng)轉變成電力和熱力，而這些產生的電能就可以直接輸出為附近人群提供手機充電以及其他服務?！痹擁椖控撠熑恕⑸虾＝淮笾杏H低碳學院副教授張景新介紹說。
該分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)在上海交通大學與新加坡國立大學聯(lián)合承擔的重大國際合作項目“超大城市的能源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展解決方案”Create-E2S2項目的支持下，已經(jīng)在新加坡國立大學率先應用，目前有一套系統(tǒng)正在上海交通大學中英低碳學院試運行，為城市發(fā)展中有機廢物的能源化處理和擴大化商業(yè)化應用提供了有力的基礎。
探秘“殼中玄機”，廢棄蝦蟹殼產出大用途
各式各樣的海鮮水產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，全球每年約有800-1000萬噸的蝦蟹殼垃圾產生，大部分蝦蟹殼被當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，是天然可再生資源，蘊含亟待開發(fā)的巨大價值。上海交大中英國際低碳學院陳熙課題組和新加坡國立大學顏寧課題組合作，成功開創(chuàng)了一種溫和無污染的新技術來處理蝦蟹殼垃圾。有了從蝦蟹殼中提取甲殼素的綠色技術后，就可以著手開發(fā)利用甲殼素制備重要化學品的技術。
目前課題組已開發(fā)出多種新型路徑轉化甲殼素制備20余種不同的含氮化學品。相關技術已申請專利，不久后將進行中試研究，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品的平臺資源，為未來含氮化學品的制備提供了極具價值的新思路。
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