李明
英格蘭東部的約克郡有一句非常著名的諺語“有淤泥的地方就有黃銅”。淤泥指的是泥土,而黃銅則指金錢。
富山環(huán)境整治株式會(huì)社(TKS)是一家位于日本本州島的廢棄物處理公司。目前,該公司正將一項(xiàng)21世紀(jì)的新技術(shù)應(yīng)用于番茄、草莓及花卉的生產(chǎn),并由此獲得收益。TKS創(chuàng)立于1973年,每年可從位于日本海沿岸的富山市其周邊地區(qū)收取30萬t的廢棄物,并將其劃分為3類:可循環(huán)廢棄物、可燃燒和不可燃燒廢棄物。目前,僅金屬和塑料廢棄物可以循環(huán)使用,可燃燒垃圾則通過焚燒處理,不可燃燒廢棄物則被運(yùn)送到附近的填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。上述用于園藝生產(chǎn)的溫室即建立在填埋場(chǎng)之上。
可燃燒垃圾的焚燒過程是在回轉(zhuǎn)爐中完成?;剞D(zhuǎn)爐像一個(gè)長(zhǎng)的管狀衣服烘干機(jī)。垃圾在回轉(zhuǎn)爐中1000℃的環(huán)境下焚燒90 min,然后通過一個(gè)二級(jí)焚燒爐來去除焚燒過程中產(chǎn)生的二噁英和氮氧化物等有毒物質(zhì)。焚燒之后剩余的殘?jiān)鼊t運(yùn)至填埋場(chǎng)處理。
焚燒產(chǎn)生的熱可通過汽輪機(jī)生產(chǎn)電力。一般情況下,垃圾焚燒所產(chǎn)生的電力與600~700戶家庭的年使用電量相當(dāng)。但是TKS并沒有將這些電力并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng),而是用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。之后,TKS決定將發(fā)電產(chǎn)生的廢熱用于溫室生產(chǎn),從而開始了一項(xiàng)新的業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)屬于日本政府一項(xiàng)旨在利用先進(jìn)技術(shù)將日本變?yōu)樵O(shè)施園藝國際領(lǐng)跑者的計(jì)劃。
TKS的廢熱利用方法是利用裝滿油料的大型集裝箱來儲(chǔ)存發(fā)電后蒸汽內(nèi)剩余的熱量。集裝箱內(nèi)裝有一個(gè)填充有儲(chǔ)熱物質(zhì)的封閉相變加熱系統(tǒng)。當(dāng)儲(chǔ)熱物質(zhì)被加熱的時(shí)候,其形態(tài)可轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)。
當(dāng)集裝箱完成熱量存儲(chǔ)之后,就會(huì)被運(yùn)往一個(gè)溫室,并與熱交換器相連接。通過提取相變加熱系統(tǒng)內(nèi)液體的循環(huán),集裝箱內(nèi)存儲(chǔ)的熱量,可將冷水加熱到55℃。這些熱水即可作為熱源加熱溫室內(nèi)的空氣,使室內(nèi)氣溫保持在合理水平。
目前,TKS擁有28棟不同類型的溫室,其中最大的溫室占地2500 m2,其中栽培的作物是番茄,其次是花卉和草莓。在一些溫室內(nèi),TKS使用imec無土栽培技術(shù)進(jìn)行番茄生產(chǎn)。該技術(shù)最大的特點(diǎn)是其作物栽培槽應(yīng)用了imec公司開發(fā)的塑料薄膜。該薄膜有很多納米級(jí)的微孔,可有效防止細(xì)菌或病毒傳播,減少農(nóng)藥使用量。此外,該技術(shù)還可減少水分和肥料的消耗,促進(jìn)作物糖分合成,提高果實(shí)糖度。
通過先進(jìn)的環(huán)境控制技術(shù),TKS可利用溫室進(jìn)行番茄的周年生產(chǎn)。在遍布溫室的傳感器和無線控制機(jī)器人可持續(xù)記錄作物的生產(chǎn)過程,幫助TKS判斷最佳的收獲時(shí)間。TKS的目標(biāo)是每年生產(chǎn)500 t的番茄,140余萬株花卉。除滿足日本市場(chǎng)外,還可向泰國出口。在去年,通過販賣番茄和花卉,TKS共獲得了超過600萬美元的收益。對(duì)于垃圾處理衍生出來的新業(yè)務(wù)來說,該業(yè)績(jī)非常優(yōu)秀。
農(nóng)業(yè)工程技術(shù)·溫室園藝2016年5期