垃圾也能发电吗?
中国是世界上人口最多的国家,无论是城市还是乡村,人类活动所产生的垃圾量都十分庞大。垃圾中产生的有毒有害物质会逐渐渗透到地下和河流中,给城乡带来不容忽视的隐性危害。尤其是对于许多城市来说,垃圾无害化处理已迫在眉睫。据统计,全国600多座大中城市,约有1/3面临着垃圾处理的难题。
其实,垃圾不仅仅是废弃物,从某种意义上来说,堆积如山的垃圾又像是一座“露天矿山”,关键是如何对这些特殊的“资源”进行开发利用。在众多处理措施中,最经济的办法就是垃圾发电。
从20世纪70年代起,一些发达国家便着手研究和实施利用焚烧垃圾产生的热量进行发电。中国在这方面才刚刚起步,但前景乐观。
用垃圾发电的方法通常是通过焚烧垃圾产生的热能来发电,也有用垃圾填埋气发电的。通过焚烧垃圾产生热能来发电,原理看似简单,但其程序却不简单。首先是“垃圾报到”。进厂垃圾的质量是控制垃圾焚烧的关键,因此要经过较为严格的分选,凡有毒有害的垃圾、建筑垃圾和工业垃圾都不能进入。符合规格的垃圾在卸料、自动称重、计量后,卸入巨大的封闭式垃圾贮存池。
第二步是“烈火焚烧”,巨大的抓斗从垃圾贮存池内把垃圾抓出,投入旁边的进料斗中。进料斗中的垃圾落下后搭上履带,在电动机、鼓风机等推动设备的作用下,进入焚烧炉,这样可以使垃圾和空气充分接触,有效燃烧。
垃圾燃烧后,产生大量热能,使锅炉内的水转化为蒸汽,蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。最终,产生的电能并入电网。
垃圾发电是变废为宝、一举两得的一种措施,但目前还受到技术和经济方面的制约。比如,一些垃圾由于分拣不完善,燃烧时会产生剧毒废气和残渣,难以有效清除;垃圾发电的成本仍然比火力发电高。
【知识点】微生物“魔术师”
美国科学家研发出一种新型的微生物燃料电池,这种电池可以把未经处理的污水转变成净水和电能。这种微生物燃料电池是一个圆柱形的树脂玻璃密闭槽,看上去好像一个大型的汽水瓶子。槽内注入用大肠杆菌和普通酵母菌制成的培养液,中间装有8根阳极石墨棒,阳极棒围绕着一个阴极棒。当污水被注入反应槽后,细菌产生的生物酶将污水中的有机物分解,在此过程中释放出电子和质子。其中,质子流向阴极,并在那里与空气中的氧结合成干净的水,从而完成了对污水的处理;与此同时,电子流向阳极,产生了电压,就能够向外输出电能。这种微生物燃料电池,不仅能大大降低污水处理成本,还具有发电的功能,因此将是一项很有前途的技术。