【本刊讯】台湾《科学与技术》杂志三月六日一期刊登芮涵芝的一篇文章,题目是《变废料为能源现代点金术》,详细摘要如下:前言
    农业、畜牧业、工业等的生产过程以及人类各种活动,都会产生无用的废料;这种废料处置起来不仅花钱,而且会浪费宝贵的土地。废料中的绝大部分系属有机物质,也就是由生物而来的生物质(biomass);生物质含有可观的能量,因此具有作为能源的潜力。
    废料若不用作能源则必须另行处置。将废料用作能源是一举两得的办法,所以是值得倡导的。废料能源的潜力农业和畜牧业提供最大的废料能源。以美国为例,该国可自农业和养牛业所收集得的废料,其含热量即已高达四千六百兆BTU(英国热量单位)之多,超过该国农业之全部能量需求。农业残余——五谷之杆、叶、壳等等——为农耕所产生的废料,它是一种极具价值的废料能源。不过农作的能量需求常常是有季节性的,而废料的产生与这种季节性的能量需求并不一定能相互配合。农场若要达成能量自足的目标,可行方法之一是调整种植谷物之种类以分散收割的时间,同时也缓和了能量需求的季节性变化。
    家畜之排泄物是另一种有价值的废料能源。家畜并没有将所进饲料完全消化,未经消化的能量就留在排出的粪便之中。牛场、猪场及鸡场等都很容易变成能量农场。的确,世界上不少地区将动物粪便用作燃料已有好多个世纪之久。过去美国在大平原地区的拓荒者,就是用水牛粪作为燃料的,因为那儿不长树木;今日印度,牛粪仍然是一种主要燃料,每年要烧掉六千八百万吨。将牛粪直接燃烧很不经济,不仅损失的热量可能高达百分之九十,而且粪中所含的有用养料完全不能利用。将牛粪用来提出沼气可得到更多的能量,另外所含养料会留在可作肥料之用的残余之中。
    垃圾中之纸张、腐化的食物以及其他有机物质都含具经济价值的能量。意大利米兰市的电车系统,部分能量就是由垃圾提供的;美国马里兰州的倍得马城,计划每天烧掉一千吨的垃圾,来供应其中心商业区热量需求的大部分。
    有多种工业生产过程会产生可用作能源的废料。单单由木材工业所产生的废料,瑞典已经获得其能量总予算的百分之七。美国福特基金会“能量决策研究”所作的一次调查指出:美国造纸工业若在能量使用上应用目前已有的效率最高的技术,另外将木材废料也用作燃料,则该业矿物燃料的消耗将可减少百分之七十五。在造纸工业和木材加工业之外,另一种会产生大量废料的工业就是食品工业,制糖工业即为一例。食品工业所产生的废料收集起来最为容易,因此利用价值也高。
    焚化使用废料的最简单办法就是将它在焚化器中燃烧,以提供工业过程上所需要的蒸汽或发电。这种办法适用于多种不同的废料,包括锯木废料、农业残余以及垃圾等等。垃圾在世界各大都市如山一般地堆积起来,构成环境上的一个共同威胁。将垃圾烧掉不仅提供了有价值的能量,而且固体残余会大大的减低,因此处置起来也容易得多。尤有进者,由于垃圾的含硫量比煤低得多,所以它在燃烧时所产生的空气污染没有煤那样严重。自五十年前巴黎和哥本哈根首先倡导垃圾能源之使用后,已有很多城市将垃圾与传统燃料合并使用以产生动力了。例如,美国马州萨加市有一花费三千五百万美元的动力厂,燃烧由十二个城市所提供的垃圾,以产生蒸汽供应附近一个工厂之用;他们希望如此能每日节省七万三千加仑之燃料油。厌气消化厌气消化(anaerobicdigestion)是废料利用的次简单方法,这是多种微生物的混合在缺乏氧气的情况下所发生的一种发酵过程。在厌气消化过程中,会产生酸类的细菌先将废料转换成脂肪酸类、醇类与醛类等等,然后会产生甲烷的细菌再将酸类转换成俗称沼气的生物气(biogas)——它系甲烷与二氧化碳的混合气体,其中也含微量的氮气、氢气与硫化氢。除了木材以外的所有生物质,包括动物粪便、农业残余、都市垃圾与污水等等,都可使用这种方法。
    厌气消化并不是一种新的技术,但在能源逐渐短缺的今日它已得到新的地位。应用这种方法,一条牛每天所产生的牛粪即可提出十立方英尺的生物气,够印度农村一般家庭炊事之用。许多开发国家以及一些工业国家业已开始利用厌气消化作为一种新的能源。自一九七三年石油输出组织国将石油价格作大幅度的调整之后,世界生
    物气制造设施的销售量首先由每年六千五百六十个增至每年一万三千个;而到一九七六年已增至每年二万五千个了。
    动物排泄物是一种有价值的肥料。这种废料提出沼气之后,养料并不会因而有所损失。沼气在燃烧之后的固体残余,不仅保留原生物质所含的全部养料,而且能帮助土壤在干旱季节保留水份。印度一些地方,计划将牛、猪、羊、鸡等的粪便气化,将残余经由管道输入水池,用以养鱼及养植水藻和其他水生植物;一方面将所养植物用作动物之饲料,另一方面自水池引水用作菜园之灌溉和施肥。如此形成一完整的农作系统;在这样的系统中,经验已经指出,副产品的价值可能比主产品沼气更高。
    在开发中国家的偏僻农村,要自中央系统得到电力十分困难,而化动物粪便为能源的厌气消化不仅能对这些地区提供廉价的电力,另外也能生产非常需要的肥料,因而将会促发积极性的社会改革。
    我国目前对化动物粪便为沼气的努力也不后人。台湾省畜产试验所已完成实验,将六十三头猪的粪所产生的沼气,用来发出一千五百瓦特的电力。另外,该所也完成了以沼气取代瓦斯的研究。根据畜试所的报告,每头九十公斤的肉猪,每日可产生沼气零点三立方公尺;台湾可供生产沼气的肉猪约有二百万头,每日可产生沼气六十万立方公尺。
    生物气工厂所遭遇的主要困扰就是一年四季中温度的变化;温度下降会减低厌气消化的速率或甚至使过程整个终止。这种情况在韩国和中国大陆最为严重,那儿当能量需求增高的冬天到达时,生物气的生产却跟着气温的下降而下降。补救办法之一是应用玻璃遮盖以吸收太阳能;另一办法是将所得生物气的一部分作为暖室之用。
    厌气消化也可用来处理污水。美国在一九六三年时有百分之七十的污水处理工厂就是使用这种方法;这样不但处置了污水,又可得到能量。不过目前的情况已有所不同,厌气消化在污水处理上已逐渐为其他方法所取代,而这些方法所使用的能量比所生产的能量为大。导致这种趋势主要是由于消化器常发生故障。虽然不良的设计与操作上的错误都会促使氢指数(PH)的不平衡与温度的变化无常,但发生故障的主要原因则是由于有消化不掉的杂质之存在,诸如重金属、非肥皂以及其他类似的工业废物。另外这种污水经厌气消化所得之残余若用作农业肥料,也会导致严重的问题,有毒物质会在土壤中累积起来。证据显示,有些污染物质,尤其是诸如镉和汞等的重金属,会被某些农作物吸收。要解除这些困扰,可将渗入杂质的污水先用别种方法处理,再作厌气消化。
    疾病的各种媒介,尤其是过滤性病毒,可能不会被污水处理过程所杀死。有不少致病体可因将残余老化而得到控制。不过,当毒性特别厉害的传染病流行时,人粪必须用其他方法来处理,诸如巴斯德灭菌法,然后才能将残余施于农地之上。
    厌气消化所产生的是一种混合气体,其中只有甲烷是有价值的。对许多用途,这种混合气体不必经过净化处理就可使用。不过,要得到相当纯粹的甲烷也不是很困难的。硫化氢可轻易地使生物气通过铁填料而清洗,二氧化碳可用石灰水来排除,而水蒸汽则会经由吸收而消失。
    对生物气工厂的价值,很少人提出相反的意见,不过热心倡导的人士却在担心事情进展得太快。正当生物气在技术上的重大改进也许就在眼前,而将庞大资金投资在性能较差的设施上面是不智的。许多国家对目前这一代的厌气消化设施,已暂缓作重大的投资计划。不过,不管规模的大小如何,也不管设施的简繁如何,不管是完全自动或者是由人工操作,生物气工厂所扮演的角色,其重要性定将会与日俱增。加水分解加水分解技术能将高纤维含量的废料(或植物)转换成乙醇,转换效率大约为百分之二十五。这种方法是先使用酵素或化学品将纤维加水分解成糖,然后再用酵母使发酵成乙醇。加水分解方面的研究到目前为止规模一般不大,只有澳洲正在计划应用此法生产大量的乙醇,以取代该国逐年增加的石油输入。不过,该计划所使用的不是废料,而是该国盛产的桉木;用浓盐酸作为加水分解的化学剂。
    氢化氢化是一种用一氧化碳和水蒸汽使有机物质还原以产生重油的化学反应,这种反应所需压力要在一百大气压以上。美国能量研究与发展署正在花费三百七十万美元兴建一坐先导工厂,用以自木材废料、都市垃圾及农业残余等提取能量。结论
    废料是一种有价值的能源。由于台湾的土地不多而矿物燃料的资源也不丰富,废料的利用对本省尤其重要。将都市垃圾焚化产生动力,可大大减少目前垃圾堆积所占据的土地,而且又可美化市郊的环境。另外,台湾气候温暖,特别适合厌气消化的化污物为能源的处理过程。乙醇为价值极高的燃料,它可与汽油混合以作为内燃机之用。自一九三○到一九五○年间,欧洲即曾普遍使用浓度达百分之二十五的乙醇、汽油混合燃料。巴西目前正从事于一投资五亿美元用乙醇淡化汽油百分之二十的庞大计划,所用乙醇将得自甘蔗杆与一种薯类植物(cass8va)。
    废料使用技术的发展,很显然的,正是方兴未艾。这为企业家及科技研究人员提供了一个十分良好的机会。研究发展的方向可以在多方面进行,包括化废料为可用燃料的转换技术——这儿又可分为改进旧的技术与寻求新的技术。扩大可用废料的范围,寻求新的归副产品,对旧的副产品寻求新的用途等等。以上诸项目标当然是相互关联的,它们也可归纳为两点,即一方面提高废料之利用价值,另一方面减低废料之利用成本。化废料为能源不是现代的点金术吗?
    【法新社日本奈良三月十六日电】日本奈良市长柿田中二郎除了履行他的政务之外,还喜欢望天,观察云层。他认为,在地震发生之前,一定会出现一种特别的云。
    尽管很多地震专家对此表示怀疑,但柿田自一九四八年六月开始观察地震云以来,已成功地预测过一些地震。他说,当日本某处发生地震之前数天,会出现一些类似于凝结尾流的云。柿田的预测于今天再次证明准确,真的如柿田所料,日本北部今天发生日本七级地震仪中四级的地震。柿田于星期二预测,日本北部某处将于非常近的将来,发生一次地震。
    被称为业余地震学家的柿田,于三月六日发现了地震云,日本中部和北部广泛地区于第二天便发生一次相当强烈的地震。
    据日本气象厅说,柿田所称的地震云,显然是卷云。九州大学机械学院助教真锦认为,在地震之前出现所谓地震云,是因为在地震之前,地壳移动而促使地球发出大量蒸汽所致。(转载香港《大公报》)
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