低碳環(huán)保不再遙遠(yuǎn) 科技創(chuàng)新帶來(lái)層出不窮新驚喜
- 杭州寫(xiě)字樓網(wǎng)
- 2010/8/31 14:12:51
世界自然基金會(huì)警示全球環(huán)境狀況:“《2004年地球生態(tài)報(bào)告》顯示,人類現(xiàn)在消耗自然資源的速度超出了地球能夠再生資源能力的20%,在1970年和2000年間陸地、淡水和海洋物種減少了40%!
顯而易見(jiàn),地球環(huán)境在走向惡化。
所以,地球人應(yīng)努力做到減少資源消耗,保護(hù)地球環(huán)境,提倡生態(tài)文明,建設(shè)生態(tài)城市,并應(yīng)將其作為21世紀(jì)全人類共同的奮斗目標(biāo)。
水葫蘆變身新能源,垃圾再利用制成花肥、涂料,高層建筑中應(yīng)用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)……在今日的杭州,像這樣的低碳創(chuàng)意隨處可見(jiàn)。
城市是人類的集聚地,是經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)源地。中國(guó)的城市人口占全國(guó)總?cè)丝诘?3%以上,據(jù)測(cè)算2030年將達(dá)66%,因此首先在城市提倡生態(tài)文明,實(shí)施生態(tài)建設(shè),是科學(xué)發(fā)展的必由之路。
科技創(chuàng)新的低碳清潔新概念給生活帶來(lái)層出不窮的驚喜,不斷擦亮人們的雙眼。
案例1
科技制服“綠魔”,水葫蘆華麗變身清潔能源
在微風(fēng)吹拂的河面上柔弱搖曳的水葫蘆,甚是妖嬈、柔媚、纏綿……但你千萬(wàn)別被它綠油油的外觀所蒙蔽,它其實(shí)是人人喊打的“綠魔頭”——它繁殖迅速,阻塞航道,影響?zhàn)B殖業(yè),打撈上來(lái)的水葫蘆還易造成二次污染,被公認(rèn)為世界十大害草之一。
學(xué)名鳳眼蓮的水葫蘆,又名水荷花,原產(chǎn)于美洲,它是我國(guó)典型的外來(lái)入侵物種,其繁殖能力驚人,一株水葫蘆可在3個(gè)月內(nèi)長(zhǎng)出6萬(wàn)株。杭州運(yùn)河水域曾一度深受水葫蘆肆虐之害。
水葫蘆因其嚴(yán)重危害環(huán)境而被人們深惡痛絕,而今浙大的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新卻使害草變成寶——只要利用一套特殊的發(fā)酵工藝裝置處理水葫蘆,經(jīng)發(fā)酵后就可以產(chǎn)出可燃燒的氫氣和甲烷等清潔氣體,成為新的清潔能源。
專家認(rèn)為,水葫蘆這種危害河道的“殺手”,如果善加利用,完全可以變成改善生活的“幫手”。
1000克水葫蘆制成250升清潔能源
一邊是人人喊打的害草水葫蘆,一邊是各國(guó)趨之若鶩的清潔能源,這兩者之間究竟怎么才能畫(huà)上等號(hào)呢?
就像劉謙變魔術(shù)一般,浙江大學(xué)可持續(xù)能源研究院院長(zhǎng)助理程軍教授用“魔術(shù)”變出了一個(gè)等于號(hào)。
其實(shí),這個(gè)魔術(shù)的名稱叫“水葫蘆廢棄物轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料的研究”。
在浙大玉泉校區(qū)的能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室里,有一套4個(gè)全自動(dòng)機(jī)械攪拌發(fā)酵裝置。“將水葫蘆投入發(fā)酵罐后,分別加入能產(chǎn)氫氣和甲烷的細(xì)菌,能夠分兩段產(chǎn)生氫氣和甲烷清潔可燃?xì)怏w。與這個(gè)攪拌發(fā)酵裝置相連的,還有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),它能精確地計(jì)算出產(chǎn)生氫氣和甲烷的數(shù)量!背誊娬f(shuō)。
這項(xiàng)科研項(xiàng)目是2006年4月由浙江省科技廳委托浙大承擔(dān)開(kāi)展的,科研項(xiàng)目的帶頭人是中國(guó)工程院院士岑可法教授、國(guó)家百千萬(wàn)人才周俊虎教授以及程軍教授。
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的研究,于2009年結(jié)題。初步的成果顯示,每千克的干水葫蘆,能夠單獨(dú)產(chǎn)生50升氫氣和200升甲烷。如果先產(chǎn)氫氣再產(chǎn)甲烷,則能進(jìn)一步提高能源轉(zhuǎn)化效率。
“浙江省和杭州市的化石能源十分匱乏,并且燃煤污染嚴(yán)重,因此利用水葫蘆制取氫氣和甲烷,對(duì)浙江省和杭州市的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義!背誊娬f(shuō)。浙江大學(xué)與浙江百能科技有限公司已開(kāi)展緊密合作,擬對(duì)該項(xiàng)科研成果進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣。
水面清漂船,頂過(guò)100個(gè)壯勞力
目前對(duì)水葫蘆的常規(guī)處理方式,主要是經(jīng)過(guò)人工或機(jī)械打撈,被動(dòng)地抑制水葫蘆生長(zhǎng),然后堆放在岸邊或垃圾場(chǎng)。這些方法都沒(méi)有從根本上解決水葫蘆的污染問(wèn)題。程軍說(shuō),他們的項(xiàng)目研究目的就是要將大量廢棄的水葫蘆進(jìn)行資源化和能源化利用,通過(guò)發(fā)酵制取氫氣和甲烷,變廢為寶。
眾所周知,化石燃料的日趨匱乏以及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的巨大危害,要求人類加速研發(fā)高效潔凈和可再生的新能源。目前,國(guó)際上許多國(guó)家投入巨資研究的生物制氫是一種理想的清潔能源,它具有很高的能量密度,燃燒產(chǎn)物是水,并且沒(méi)有污染性,而利用生物質(zhì)制取甲烷是一種廉價(jià)高效的廢棄物能源轉(zhuǎn)化方式。
氫氣是未來(lái)清潔動(dòng)力裝置——燃料電池的主要來(lái)源,而甲烷則是沼氣的主要成分,可用于家用煤氣灶等。再過(guò)幾十年,當(dāng)?shù)厍蛏系氖图磳⒑谋M時(shí),氫能燃料電池將成為人類汽車等交通工具動(dòng)力裝置的主角。
試驗(yàn)成功以后,主要的任務(wù)集中在如何進(jìn)一步提高產(chǎn)氫氣和甲烷的數(shù)量,提高其經(jīng)濟(jì)性。
浙大還研制成功一種水面清漂船,這種先進(jìn)的水葫蘆打撈工具,效果顯著。據(jù)介紹,這種船設(shè)有水面打撈機(jī)械,船體中間配有一條輸送帶,能將打撈上來(lái)的水葫蘆傳送到壓縮裝置,再經(jīng)過(guò)打包處理卸入運(yùn)料船內(nèi)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算,一條水面清漂船的清漂效果相當(dāng)于近100個(gè)壯勞力的人工打撈。
案例2
開(kāi)發(fā)有機(jī)廢棄物,提高循環(huán)利用
近年來(lái),諸如作物秸稈、畜禽糞便污水、城市垃圾等有機(jī)廢棄物問(wèn)題,已經(jīng)引起了世界各國(guó)政府以及衛(wèi)生、環(huán)境、農(nóng)業(yè)部門(mén)的極大關(guān)注。如果采用傳統(tǒng)的填埋、焚燒等方式處理,將占用大量的土地和資源。因此,如能把有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為肥料、電能,或者甲烷等生物能源,將會(huì)帶來(lái)難以計(jì)數(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。
如何對(duì)城鄉(xiāng)垃圾進(jìn)行資源化、無(wú)害化處理,變廢為寶,造福于民呢?杭州師范大學(xué)環(huán)研所利用生物發(fā)酵和酶技術(shù),研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“厭氧發(fā)酵或高溫堆肥”技術(shù),生產(chǎn)綠色有機(jī)肥。
據(jù)介紹,這種集成城鄉(xiāng)有機(jī)固體廢棄物的無(wú)害化處置與資源化利用技術(shù),是利用農(nóng)村生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖廢棄物、中藥廠藥渣、污水處理廠污泥等作為原料,加入其他城鄉(xiāng)有機(jī)固體廢棄物——如秸稈、木屑、稻殼、園林枯枝等作為輔料,進(jìn)行厭氧發(fā)酵或高溫堆肥,制成農(nóng)用有機(jī)肥和園林綠化基質(zhì)產(chǎn)品等。這不僅解決了城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物的出路問(wèn)題,還可以對(duì)其他城鄉(xiāng)有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行綜合利用,推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時(shí)為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林綠化等提供改良土壤特性、供給植物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)元素的產(chǎn)品,促進(jìn)農(nóng)業(yè)和園林事業(yè)的發(fā)展。
“通過(guò)城鄉(xiāng)有機(jī)固體廢棄物的無(wú)害化處置與資源化利用技術(shù)集成研究及示范工程建設(shè),將實(shí)現(xiàn)顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益!焙贾輲煼洞髮W(xué)環(huán)研所所長(zhǎng)周根娣說(shuō)。
有機(jī)肥確保餐桌安全
隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化的發(fā)展,固體廢棄物的處理處置問(wèn)題日益突出,城鄉(xiāng)生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖廢棄物以及污水廠污泥等有機(jī)廢棄物出路問(wèn)題日益嚴(yán)峻。處理不善就會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染,而對(duì)它們的處理處置往往要占據(jù)其他的環(huán)境資源和能源。
資料顯示,有機(jī)廢棄物有共同的資源性質(zhì),那就是含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可以為植物的生長(zhǎng)提供優(yōu)質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)源!笆聦(shí)上,它們其實(shí)是放錯(cuò)了地方的資源!敝芨氛f(shuō),在倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、效率優(yōu)先、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的新形勢(shì)下,對(duì)這些廢棄物的資源化循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的研究與示范,不僅非常必要,而且有深遠(yuǎn)的資源環(huán)境意義。
在杭州蕭山匯仁復(fù)合有機(jī)肥料有限公司,周根娣及課題組同事通過(guò)復(fù)合微生物菌劑的使用、堆肥關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化等措施,明顯提高了堆肥的效率和產(chǎn)量,降低了成本,改善了產(chǎn)品品質(zhì)。利用項(xiàng)目技術(shù),該企業(yè)每年可以處理鮮豬糞5萬(wàn)噸以上,可以生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合(混)肥產(chǎn)品約10000噸以上,用于經(jīng)濟(jì)作物、園林綠化等的土壤培肥,不僅節(jié)約了這些廢棄物的處理成本,而且解決了土壤有機(jī)肥供應(yīng)的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了畜禽養(yǎng)殖廢棄物的資源化利用,具有明顯的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益,具有重要的推廣和示范作用。企業(yè)生產(chǎn)的肥料產(chǎn)品已在山東壽光、江蘇上海和本省杭州、金華、衢州等地的蔬菜、瓜果、竹筍、柑橘等糧食作物上大面積推廣應(yīng)用,取得了較好的效果。
“隨著人們生活質(zhì)量的提高,對(duì)食品的要求日益提高,是對(duì)新鮮食品,無(wú)公害的、有機(jī)的、綠色的蔬菜、水果的需求量將成倍增長(zhǎng)。而高質(zhì)量的種苗是無(wú)公害蔬菜、有機(jī)水果的前提和關(guān)鍵。這些有機(jī)肥從源頭上實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品環(huán)保、有機(jī)、健康,從而確保了老百姓的餐桌安全!敝芨氛f(shuō)。
填補(bǔ)了10萬(wàn)立方米的育苗基質(zhì)需求
“浙江是一個(gè)經(jīng)濟(jì)大省、資源小省,城市化和現(xiàn)代化的進(jìn)程都走在全國(guó)的前列,特別是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展速度很快。”周根娣說(shuō),杭州作為我國(guó)重要的旅游城市,綠化植物的種植量非常大,相應(yīng)的育苗基質(zhì)需求量也比其他城市高,一些名貴的觀賞性花卉由于沒(méi)有合適的基質(zhì)配方,還需要從國(guó)外進(jìn)口種苗。
資料顯示,僅杭州市每年對(duì)育苗基質(zhì)的需求量就為10萬(wàn)立方米,而這些基質(zhì)目前大部分是從東北或者國(guó)外購(gòu)買進(jìn)口草炭,價(jià)格昂貴,增加了無(wú)公害蔬菜、水果及觀賞性植物種植的成本。因此,開(kāi)發(fā)新型育苗基質(zhì)在杭州市的發(fā)展?jié)搫?shì)是非常大的。
專家表示,如果我們能夠充分利用現(xiàn)有的廢棄物資源(如畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等的動(dòng)物糞便、低重金屬含量的城市污水廠污泥、養(yǎng)菇廢渣、中藥廠藥渣等),在新型育苗基質(zhì)技術(shù)上有所突破,不僅可以節(jié)省珍貴的土地資源、為社會(huì)創(chuàng)造豐厚的利潤(rùn),而且對(duì)浙江省、杭州市的城鄉(xiāng)固體有機(jī)廢棄物資源化處置和循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè),都具有非常重要的意義。
同時(shí),農(nóng)村生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的廢棄物多為有機(jī)廢棄物,收集并加以發(fā)酵處理,可以獲得沼氣等新的燃?xì)饽茉。臨安正興牧業(yè)有限公司飼養(yǎng)生豬12100頭,存欄奶牛1050頭,波爾山羊420頭,每日約有227.5噸養(yǎng)殖廢棄物產(chǎn)生。通過(guò)建設(shè)沼氣工程,使該公司的畜牧糞便得到有效利用,年產(chǎn)沼氣10.95萬(wàn)立方米,沼液、沼渣用于農(nóng)民種植青飼料,綜合效益十分明顯。
案例3
雨水收集利用 , 小區(qū)一年能省下百分之一個(gè)西湖
排水主管道盡可能把住宅小區(qū)、道路兩邊、停車場(chǎng)、城市廣場(chǎng)和現(xiàn)有坑塘的節(jié)水工程都串聯(lián)起來(lái)。這樣,如果遇到下雨,各單元工程不能消化的多余雨水也能及時(shí)排出;把管道引到就近的綠化帶,或在現(xiàn)有坑塘周邊修建多個(gè)過(guò)濾池,以收集雨水。通過(guò)收集雨水,滿足戶外用水、道路沖洗、綠化用水等要求。
這個(gè)絕妙的創(chuàng)意,如今在杭州已經(jīng)成為實(shí)踐。
位于下沙的野風(fēng)海天城,開(kāi)展了一項(xiàng)“杭州住宅小區(qū)雨水收集利用工程研究”,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在住宅小區(qū)里建造一系列有效的雨水收集設(shè)施,將水資源收集起來(lái),用于綠化澆灌、小區(qū)景觀水補(bǔ)給。
在小區(qū)建了一個(gè)“小水庫(kù)”
氣象資料顯示,杭州的年平均降雨量為1449mm,也就是說(shuō),如果把1平方米地面的降水全部收集存儲(chǔ)下來(lái),一年就能收集近1.5噸的雨水。通常,雨水這種重要的水資源,都是被當(dāng)成“廢水”直接通過(guò)市政雨水管網(wǎng)排出的。
所謂雨水利用,就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進(jìn)行收集、集中和儲(chǔ)存,是從水文循環(huán)中獲取水為人類所用的一種方法。雨水利用是解決城市缺水和防洪問(wèn)題的一項(xiàng)重要措施。
野風(fēng)集團(tuán)房地產(chǎn)股份有限公司南區(qū)項(xiàng)目公司總經(jīng)理張巍說(shuō),居民小區(qū)安裝簡(jiǎn)單的雨水收集和利用設(shè)施,雨水通過(guò)這些設(shè)施收集到一起,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾處理,就可以用來(lái)建設(shè)觀賞水景、澆灌小區(qū)內(nèi)綠地、沖刷路面,或供小區(qū)居民洗車和沖馬桶,這樣不但節(jié)約了大量自來(lái)水,還可以為居民節(jié)省大量水費(fèi)。
“小區(qū)裝上雨水收集系統(tǒng)后,就好比在小區(qū)建了一個(gè)‘小型水庫(kù)’,可以最大限度地收集雨水。儲(chǔ)存下來(lái)的雨水,不但可以用于小區(qū)綠化澆灌和景觀水補(bǔ)給,而且可用于緊急情況下消防用水等。”張巍說(shuō),公司一次性投入100余萬(wàn)元,根據(jù)小區(qū)的建筑和地形特點(diǎn),在小區(qū)道路、屋頂?shù)忍幵O(shè)置雨水口,并通過(guò)管道將雨水引入蓄水池中。由于建在地下,該蓄水池不會(huì)影響小區(qū)整體景觀的效果。
一年就能節(jié)省10多萬(wàn)元的水費(fèi)
目前世界上很多國(guó)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了雨水的利用價(jià)值,采用各種技術(shù)、設(shè)備和措施對(duì)雨水進(jìn)行利用、控制和管理。美國(guó)、加拿大、意大利、德國(guó)、法國(guó)、墨西哥、印度、土耳其、以色列、日本、泰國(guó)、蘇丹、也門(mén)、澳大利亞等40多個(gè)國(guó)家和地區(qū),已經(jīng)開(kāi)展了不同規(guī)模的雨水利用與管理的研究和應(yīng)用。
業(yè)內(nèi)人士表示,我國(guó)城市雨水利用起步較晚,目前主要在缺水地區(qū)有一些小型、局部的非標(biāo)準(zhǔn)性應(yīng)用。
據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)由于缺水造成的國(guó)家財(cái)政收入損失約為200億元/年。而每利用1立方米雨水,就意味著能為國(guó)家創(chuàng)造5.48元的收益,同時(shí)還能為使用者省下1立方米自來(lái)水的水費(fèi)。
張巍表示,好處還不僅在于此。據(jù)悉,雨水收集利用后,會(huì)減輕市政管網(wǎng)的壓力,并同時(shí)減少市政管網(wǎng)的維護(hù)費(fèi)用,每減少1立方米雨水排放可節(jié)省管網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用約0.08元。此外,實(shí)施雨水利用后,將可節(jié)省外部大市政管線投資,節(jié)省河道整治和拓寬費(fèi)用等。
根據(jù)估算,已建成的野風(fēng)海天城二期小區(qū)每年雨水量為59647立方米。如果按60%的雨水收集率計(jì),那么小區(qū)可收集的雨水量為35680立方米,大約相當(dāng)于百分之一個(gè)西湖的蓄水量。一年可節(jié)省水費(fèi)約10萬(wàn)元。
不過(guò),這節(jié)省下的水費(fèi),對(duì)于一次性投入達(dá)100多萬(wàn)的項(xiàng)目來(lái)說(shuō),投入和產(chǎn)出的比例可謂懸殊。張巍坦言,這并不是一個(gè)盈利的項(xiàng)目,之所以要做,“一方面是積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排節(jié)地節(jié)材的號(hào)召,另一方面,這也是企業(yè)應(yīng)該承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任!
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