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严建华 垃圾堆里掏“黄金”

2018年12月04日 09:05:32 来源:科技金融时报 作者:

  1996年第四届浙江省青年科技奖获得者。浙江大学副校长、教授、工学博士、博士生导师,国家自然科学基金委创新群体项目负责人,教育部长江学者奖励计划特聘教授,973项目首席科学家,浙江省特级专家,国务院学位委员会学科评议组成员,垃圾焚烧技术与装备国家工程实验室主任,浙江大学科协主席。

  金秋时节的浙江大学玉泉校区,树上都是黄色的叶子,金黄的秋叶铺满了整个校园,斑斓的色彩点缀着这座有着121年办学历史的高等学府。

  “让你们久等了。”下午3时,浙江大学副校长严建华匆匆走进玉泉校区能源清洁利用国家重点实验室。

  见到记者,面带笑容的严建华连声道歉。

  “学校管理牵扯了我很多精力,其实内心我还是比较喜欢做学术研究的。但是22年前的某一天,组织突然找我谈话,要求我承担起当时浙江大学能源系系主任的职责,从此我走上了院系和学校机关的党政管理工作,先后担任过四校合并后机械能源学院的首任常务副院长、研究生院常务副院长、学校副教务长、学校党委副书记和副校长等职。当然,我要服从组织的安排。就这样,我成了一个学校双肩挑的干部。”

  作为我国最早开展生活垃圾焚烧发电和污泥处理处置研究的科学家,严建华似乎在和老友聊家常般与记者谈起了他的研究课题,一点没有大学者的架子。

  让垃圾变成清洁电能

  让垃圾变成清洁电能,说起来容易但做起来难。

  生活和工业过程产生的污水经过污水处理厂处理,达到排放标准的水重新进入江河湖泊,剩下的污染物浓缩成了成千上万吨的污泥,该如何有效处理呢?

  “成千上万吨的垃圾通过高技术的燃烧,使之变成能源,这就是一个可持续社会。”严建华说,他们团队从污泥的物理化学特征的基础研究入手,创新性地提出了克服污泥粘滞的间接热干化的工艺,在此基础上开发成功了利用余热蒸汽搅动型的热干化装置,并建立了污泥干化焚烧的集成技术体系,开发成功的“污泥搅拌型间接热干化和复合循环流化床清洁焚烧集成技术”荣获2014年国家科技进步二等奖。

  “中国有600多个城市,一年产生的生活垃圾有2亿多吨,这些还不包括乡镇的生活垃圾。如果将这些废弃物实现能源化无害化处置,将直接关乎社会经济的可持续发展。”严建华说,城市化快速发展,如何解决生态环境构建,从城市生活垃圾处理到污水处理、污泥处理乃至危险废弃物处置,都需要科技创新来推动和解决社会热点问题。

  我国目前的生活垃圾和工农业废弃物,以每年10%的速度猛增,大量废弃物的不当处置,直接造成生态环境的严重破坏。

  严建华和他的团队的主要研究方向是运用现代热物理技术,改变传统的填埋垃圾的处理办法,将垃圾进行清洁燃烧,变为清洁电能。

  城市垃圾以往最通常的处理办法是填埋。严建华说,垃圾填埋,势必得弄块地出来。这块地基本得是凹地,随着垃圾的不断填埋,周围需要筑起高坝,变成了垃圾库一样来储存又脏又臭的垃圾,这只“垃圾库”每天干的事就是“吃”垃圾,一层垃圾上需覆盖一层泥土压实。现在,杭州天子岭垃圾填埋场已接近饱和,杭州城区每天产生的垃圾该运往哪里去填埋呢?

  “所以不论从哪个角度来说,垃圾得烧。”严建华说,但是“烧垃圾”,对老百姓来讲是个敏感词,因为垃圾的不当焚烧可能排放出二恶英污染物。

  严建华表示,二恶英确实是种具有有机毒性的污染物,但是控制在一定的排放量时对人类的影响是轻微的,如果在自然环境中无序燃烧垃圾,确实难控制二恶英的生成,但如果采用先进设计的焚烧锅炉进行清洁燃烧,就能够有效控制二恶英的排放。

  让基础研究服务国家发展

  严建华认为,国内老百姓对生活垃圾的分类做得并不规范,城市管理部门也没有建立可行的垃圾分类收集体系,导致垃圾分组极其复杂,可燃物少,垃圾焚烧利用率很低。

  “在中国,5吨生活垃圾大约可抵1吨煤的燃烧热值,这个比例在德国等发达国家约为2∶1。”所以,针对“纯度”不高热值较低的中国垃圾,简单从西方发达国家引进的用于匹配燃烧“纯度”较高,也就是高热值的垃圾焚烧炉并不适用中国的需求。

  生活垃圾、污水处理厂污泥的处理,在研究中可以借鉴外国经验,但中国的情况又与国外不同,在研究中要和政府、产业界、商界、投资方密切结合,如何让新生事物被社会、产业界接受,需要大量的宣传与沟通协调。

  严建华主持的国家973项目,构建了新一代近零排放可燃固体废弃物高效能源化集成理论及技术体系。针对我国生活垃圾组分复杂、水分高、热值低的国情,研发了复合循环流化床焚烧发电技术,实现了生活垃圾稳定高效燃烧和低污染排放。

  严建华团队经过多年攻关,成功开发出一条资源化处理技术路线:废弃物投进特殊设计的异重循环流化床锅炉中去,在高度混合的流化床内开始高效清洁燃烧,垃圾变成热能,热能带动汽轮机发电。这项高技术成果荣获2006年国家科技进步二等奖和中国优秀专利奖,是具有中国自主知识产权的高新能源环境技术,被国际废弃物能源化理事会主席、美国工程院院士N.J. Themelis教授誉为固体废弃物热处置国际上四大主流技术之一。它打破了发达国家的技术垄断,目前国内市场占有率第一。

  “应用型基础研究一定要密切解决科学发展的需求,我们的团队既有能源清洁利用国家重点实验室,也有垃圾焚烧技术与装备国家工程实验室,还有一些国际合作的研究平台,多年来在做基础研究的时候总是想着如何服务国家发展、让研究成果用于解决老百姓关心的环境问题。”严建华说。

  由严建华牵头完成的又一项科技成果“危险废弃物回转式多段热解焚烧及污染物协同控制关键技术”荣获2017年国家科技进步二等奖。最近由严建华、李晓东、陆胜勇等教授组成的创新团队又获得重大技术突破,成功研发了世界首套二恶英排放在线快速检测系统,获得了全球首张168小时连续的二恶英排放谱图,这项重大成果可结合运行优化控制系统实现垃圾焚烧锅炉的二恶英超低排放,可望为实现垃圾焚烧烟气的近零排放提供技术支撑。

  严建华说,创新型国家建设不仅需要一大批能够引领创新思想和科技发展的优秀人才,更需要一大批积极进取、勇于担当、富有企业家精神的科技创新创业人才,这两类人才的结合点——基于创新的创业型人才,更是时代急需,也是多年来浙江大学培养创新创业人才的核心理念。

  本报记者孙常云

[编辑: 李伟民]
(本文来源:科技金融时报)
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