6月5日世界环境日即将到来之际，上海交大中英国际低碳学院的三个研究团队带来硬核“低碳”成果，让生活中随处可见的垃圾摇身一变，成了“环保宝矿”。

“火眼金睛”助力垃圾分类

上海推行“垃圾分类”行政后，几乎每个市民都曾经历过“灵魂拷问”——“你是什么垃圾？”垃圾分类是一项工程量巨大、过程重复且枯燥的工作。上海交大中英国际低碳学院固体废弃物资源化技术与智能装备团队研发的超视觉垃圾分拣机器人从源头分类着手降低人工成本。

这款超视觉垃圾分拣机器人每小时可分拣垃圾5400次，而且“目力”很好，可以快速在大量垃圾中精准识别可回收物。“一个超视觉垃圾分拣机器人可以高精度分拣多种不同品类的垃圾，有效分拣率可达95％。生产线上每套设备布置2个机械手，相当于替代了54个分拣工人的工作量。” 该项目负责人、上海交大中英国际低碳学院副教授李佳介绍说。

据介绍，研发团队相继突破混杂物料图像快速识别、高速精准面激光空间定位、近红外指纹材质识别、多维信息耦合联用、机器人快速轨迹跟踪等十余项关键技术，实现了垃圾精细分拣机器人的核心技术国产化，开发出与国外产品基本处于同一个水平的产品，打破了垃圾智能分拣技术的国际垄断。

目前，这款机器人已进入产学研技术推广阶段，团队将与国内环保头部企业对接合作与共同开发，使超视觉垃圾分拣机器人更快进入市场应用。

厨余垃圾秒变“充电宝”

如何高效率的实现餐厨垃圾的资源化利用？上海交大中英国际低碳学院有机废物资源化研究团队与新加坡国立大学合作研发的分布式餐厨垃圾能源化系统，可以让重量为40kg的餐厨垃圾在投入系统内的厌氧消化罐后，经过厌氧发酵产生沼气，随后转化为电力和热力，其输出的电能大约可供1000台手机充电。

据介绍，该系统采用了临近垃圾产生源头的原位处理方式，将所有处理和能源转化设备集中在一个长为6m的移动式集装箱内。其中，整个系统的核心是厌氧消化罐，在餐厨垃圾被泵入厌氧消化罐之前，需要经过研磨、混合等简单操作来提高后续厌氧消化处理的效果。

自2019年上海市全面实施垃圾分类政策后，上海市湿垃圾分出量为9200吨／日，清运量为8200吨／日，而处理量仅为5050吨／日。湿垃圾生产量的快速增长和回收资源化能力不足也成为影响城市生活环境的严峻问题。

“厌氧消化系统可以有效减少有机废物和城镇温室气体的排放并产生更多的能源，提高资源利用效率。在实现废弃处理的同时，最小化自然资源、能源的消耗以及二次污染，将线性经济的概念转变为循环经济，建设可持续发展的特大城市模式。”该项目负责人、上海交大中英国际低碳学院副教授张景新这样介绍。

目前，这套系统已经在新加坡国立大学率先应用，还有一套系统正在上海交通大学中英低碳学院试运行。

虾蟹壳也能再利用

在饭桌上，现在吃虾也有谈资：“虾壳到底是湿垃圾还是干垃圾？”据统计，全球每年约有800－1000万吨的虾蟹壳垃圾产生，大部分虾蟹壳被当作垃圾直接丢弃或填埋，在环境降解过程中，它们释放出大量二氧化碳和氮氧化物，在一定程度上助长了温室气体的额外排放。

实际上，虾蟹壳中的主要成分包括碳酸钙、甲壳素和蛋白质，是天然可再生资源，蕴含亟待开发的巨大价值。比如，虾蟹壳的主要成分碳酸钙可以被用作建筑材料、造纸填充剂等，蛋白质可以被用作动物饲料；虾蟹壳中含有的甲壳素天然地含有碳元素和氮元素，是世界上储量最大的生物质资源之一……

上海交大中英国际低碳学院陈熙课题组和新加坡国立大学颜宁课题组合作，成功开创了一种温和无污染的新技术来处理虾蟹壳垃圾。新技术采用高压二氧化碳为一种绿色酸试剂，在水中溶解虾蟹壳中的碳酸钙，去除率达到95％以上。对于蛋白质的去除，类似煮肉汤的过程，通过180度高温水使蛋白质水解脱落，整个过程只使用了二氧化碳和水两种试剂，几乎没有污染物产生，且成本低廉，两步处理后甲壳素的纯度可达90％以上。通过成分和碳排放计算，这项新技术比传统工艺能够减少碳排量80％，总体成本也为传统工艺的约一半。

目前，研发团队已开发多种新型路径转化甲壳素制备20余种不同的含氮化学品。相关技术已申请专利，不久后将进行中试研究，海洋废弃虾蟹壳有望像石化资源一样，成为一种可制备多种化学品的平台资源，为未来含氮化学品的制备提供了极具价值的新思路。

记者 金寒草