發明背景
廚餘垃圾包括吃剩的飯菜、油湯、爛菜葉、果皮,被拋棄的腐敗食物、過期食品,等等。在不少國家,如何處理廚餘垃圾是一個令人頭痛的問題。在現有的垃圾填埋場中,各種各樣的臭味主要來自於廚餘垃圾。在尚未完全實行垃圾分類的中國,人們生活垃圾中廚餘垃圾的比重很大,而且和其他垃圾混在一起,加大了垃圾處理的難度。尤其在每年夏天,垃圾處理場和填埋場附近臭味熏天,令附近的居民怨聲載道。而臭氣的來源,則主要是富含各種有機物的廚餘垃圾。
目前,各個國家處理廚餘垃圾的主要方法還是填埋。然而,這種處理方法對環境的負面影響很大,不僅破壞了地表的植被和空氣,而且會污染垃圾場附近的土壤和水源,因為廚餘垃圾中的湯湯水水會滲透到土壤中去,並逐步滲入到附近的水源,或者隨著雨水進入附近的水源。廚餘垃圾中還含有大量微生物,成了病菌、病毒、害蟲等的滋生地和繁殖地。為了解決廚餘垃圾的污染問題,英國坎諾克市耗資2400萬英鎊,建立了一座廚餘垃圾處理廠,進行全封閉地利用廚餘垃圾發電。
原理
利用廚餘垃圾發電的原理其實比較簡單,如同一些地區的農村利用沼氣作燃料。發電廠的主體部分是一個個巨大的發酵罐,如同農村的沼氣坑,也如同一個巨型牛胃,廚餘垃圾就是在這裡被消化的。廚餘垃圾被源源不斷地輸送到這些發酵罐中,並加入適量的水對這些垃圾進行混合,令垃圾成為流體狀。廚餘垃圾在進入發酵罐之前需要進行高溫消毒,以免其中的病菌或其他外來微生物危害發酵罐中的微生物。
發酵罐中大量的微生物,主要是甲烷細菌,不斷吞食廚餘垃圾中的有機物,並排放出可以燃燒的甲烷氣體,這就是我們熟知的沼氣。發酵罐產生的這些甲烷氣體熱值很大,可燃性很好,可以直接用於燃燒發電,也可以直接輸送給其他工廠作為燃氣。儘管發酵罐中的微生物賣力地工作著,但是它們還是不能吞食垃圾中所有的有機物。一些不能被微生物消化的有機物就慢慢沉澱在發酵罐中,成為淤泥。別小看這些淤泥,它們仍然富含不少營養物質,經過無害化處理後,可以用作有機肥料。
廠房設計
英國坎諾克市耗資2400萬英鎊,建立了一座廚餘垃圾處理廠,這座發電廠占地數萬平方米,除了發電廠主廠房外,還有一個規模龐大的儲存池,重型卡車會把運來的垃圾在這裡卸下來。由於廚餘垃圾並不是立即就被輸送到密封的發酵罐中,還得先到儲存池裡等候。因此,還是免不了有臭氣散發出去。研究人員希望進一步改進工藝和擴大規模,讓廚餘垃圾可以及時進入發酵罐。
不過即使加以改進,這個發電廠終歸還是一個散發異味的地方。研究人員希望附近的居民能夠理解,因為任何人都不希望附近有垃圾處理廠,但是人人都在生產垃圾,總有人要做出讓步。儘管如此,目前的廚餘垃圾發電廠還是比較遠離居民區,一般建在離居民區3公里以外的地方。而且,廠房周圍將種植茂密的樹林,從外面根本看不出裡面是一個垃圾發電廠。這樣不但可以減少異味的散發,也不會讓人們看到這個地方而產生心理上的不適感。
優勢效益
雖然有人反對廚餘垃圾發電廠,但是支持者更多。因為與傳統的垃圾填埋場比較,廚餘垃圾發電廠中垃圾露天暴露的時間很短,一般不會超過一天,往往不會在發出濃重惡臭的時候就進入了發酵罐,產生病菌的可能性較小,對土壤、空氣和水源的污染自然會少很多。
研究人員表示,預計到2020年,英國還將新建大約100座類似的商業垃圾處理廠,每座的耗資都將超過1000萬英鎊。到時,英國就將有幾百萬戶家庭可用上來自廚餘垃圾發電廠的電能了。另外,研究人員還希望世界上其他國家也能推廣這項技術,因為廚餘垃圾發電廠其實技術相對較簡單,投資也較少,但是它帶來的環保效益是十分可觀的。