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普通人關心的是如何將垃圾分類丟棄，但華東師范大學生態與環境科學學院的學生邱博然更關心的是城市垃圾的全過程處置。從大一開始，他就和同學們一起探索城市固體廢棄物領域，歷時624天，深入走訪132家社區學校和47家企業，收集1463份問卷，挖掘出可回收物回收難、餐廚垃圾資源化低這兩大難題，創新“雙策驅動”全方位調研城市生活垃圾處置現狀和存在的痛點問題。
垃圾處置方式各不同
全國生活垃圾全過程處置進展如何？如何對癥下藥推動固廢的減污降碳協同增效？經過討論后，項目團隊決定先通過資料分析對全國各省市自治區城市群開展預分級，確定“1+4+8”調研城市脈絡。隨后，各成員在各地走訪不同社區，調查社區垃圾集中點投放情況，結合企業考察、專題訪談進行調研。很快，成員們就發現，不同地區的生活垃圾處置情況存在很大差異，想要制定統一的標準著實不易。
不僅如此，不同垃圾的性質也有不同的處置情況。有害垃圾數量少，危害性高，居民會有意識地分類處理。干垃圾體量最大，資源回收潛力不高，正在進行由末端填埋向焚燒發電的轉變。相較于這兩者，“可回收物”和“餐廚垃圾”具備巨大的資源利用潛力，在現有體系下卻未被妥善資源化處置——“可回收物”再生資源利用是資源回收的有效手段，但實際社區的垃圾分類存在分類投放實效不高，制度模式較為落后等難題；“餐廚垃圾”占比最多，生化降解潛力巨大，但對它的末端處置仍大多是衛生填埋和垃圾焚燒，不僅浪費其極高的生物質能，還會造成大量碳排放，需要突破更高效的生物處理技術。
打造多層級處置標準
“既然只用一個標準無法確定，那么就打造多層級的生活垃圾處置標準！”錨定調研挖掘的兩大發展困境和痛點后，團隊決定以“雙策驅動”的創新模式體系，協同技術研發，對癥下藥：針對“可回收物”的再生資源利用，團隊提出“模式體系驅動”方案，基于學科基礎創新推廣“兩網融合(生活垃圾清運網和再生資源回收網)”模式，凝練政策經驗建言政府，從模式體系驅動優化處置流程。針對“餐廚垃圾”的高效生物處置，團隊提出“技術產業驅動”方案，基于實驗基礎研發“碳點聯合生物電膜”多策略耦合技術，聯合三大創新技術開展中試和產業化技術試點，從末端產業驅動助力餐廚處置。
針對可回收物的再生資源利用，團隊規范了前端收集和預處理方法，計算了各省市單位質量垃圾的碳排放量橫向對比，結果令人驚訝：2019年和2020年實行垃圾分類和“兩網融合”后，上海市的單位質量垃圾碳排放量躋身全國垃圾碳減排首位。團隊還計算出，如果全國都采取“兩網融合”模式，預計10年后全國各省所能貢獻的減碳潛力將達到1310萬噸。
創新技術為產業賦能
在調研了覆蓋上海80%餐廚污泥處置的16家企業后，團隊發現餐廚垃圾處置產業存在三大痛點：周期長、效率低、成本高。針對這些痛點，團隊耗費了264天，試驗了3批次模擬實驗設計，研發出了成套化和模塊化設備。
團隊在原有“電膜協作”技術的基礎上進行創新，使用碳點聯合厭氧膜處理技術，讓微生物為餐廚污泥處理“打工”，將處置周期減半。但是，這一技術很快又遇上瓶頸：微生物的能源轉化效率低，總有一些微生物沒有完全發揮自己的能力，在角落里“躺平”。于是，團隊多次討論后又創新引入微生物電化學調控技術，用微電流為微生物做“電療”，讓其從“躺平”變成“加油干”。改進后的工作效率比目前市場最優提高了約34%。與此同時，團隊還開發了多層復合高導膜組技術，由鍍銥鈦網、高導電性碳氈和聚偏二氟乙烯平板膜等共同構建的7層高導復合膜組件，在實現原位緩解膜污染的同時將成本降低了54%。
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責任編輯：Rex_16
