有前途的治疗可以从城市垃圾中回收有价值的磷

磷,今天主要来源于不可再生磷矿储量,典型的风在市政废水。在最好的情况下,废水处理厂削减约90%的磷污泥的“污泥”和分解成称为digestate。工程师希望建立一个更加可持续发展的循环再利用磷,但在digestate限制有毒物质回收的可能性,它作为肥料,很难像digestate从固体废物中回收磷。

“现有磷液体复苏技术主要是目标,“镇(Jason)他说,劳拉和威廉Jens教授能源部麦凯维环境与化学工程在圣路易斯华盛顿大学的工程学院。“污泥含有大量磷相比液体。我们怎样才能恢复?”

他的实验室开发技术来夺回资源(如磷废水。最近,我们探索使用电化学设备——电池内部的基本体系工作分解水分子和固体,使用磷从digestate。它是第一个同时删除和恢复磷从固体废物没有添加化学物质。以惊人的效率和满足其目标。

“磷化合物的高利息,因为它是一个有限的资源,”他说。“你可以省下一大笔钱。”

团队,包括博士生Zixuan Wang和大学生政治Anand, 6月26日在网上发表详细的试验环境科学与技术。

在一个单独的回顾今年早些时候发表的论文,他王Fubin刘,另一个博士生在实验室里,分析了电化学装置可以去除磷的方法。这种“浸出”发生在一个电流流过电极的阳极侧酸化泥浆周围。

但单独浸出不解决更广泛的问题:“删除,你花了很多时间和金钱,最终你还是放弃吧,”他说。“我们能恢复它吗?”他注意到一个机会结合在一个电化学设备拆除和恢复。

的想法是让两院操作在不同的博士污泥进入阳极室,在当前分离磷酸液的解决方案。团队部分归功于富磷液体转移到低酸性阴极室。这里,自由浮动的磷酸盐,钙和铁从原始污泥应该结合成白色固体沉淀的底部。

测试他们的原型,他的团队获得了真正的digestate从密苏里州圣路易斯河污水处理厂。修补电流后,他们发现了一些条件,设备淋溶磷效率超过93%和沉淀大约99%的固体形态。在42个周期,设备平均近80%回收磷的效率。

美,他,是能源驱动删除阳极支撑复苏阴极的能量相同;一个简单的膜隔离室的独特环境。“这是一个电子从一边到另一边移动,这是相同数量的电力要做两份工作,”他说。

通常,污水污泥93%到99%的水——昂贵的体重超标。仅使团队的设备在现有业务的重要一步,也常常含有有毒重金属和病原体。

“你有一个坚实的。使事情更容易运输,”他说。

收获的产物有磷含量与高品位磷矿持平。“你可以直接应用,或者您可以使用它们作为原料生产肥料,”他说。固体饲料wto可能直接进入现有的工业操作设计将磷矿变成肥料。

现在,他想象这超出了实验室。

“从这里到中试规模完整的规模,这将涉及大量的工程,”他说,并补充说,能源消费将是最大的障碍。

不过,他很乐观,他预计更多的应用程序不仅仅是治疗人类排泄物,由于可用的资源。

“在中西部地区,有很多的牛粪和猪浪费。所以有很多的营养,”他说。“我真的认为这超越城市污水。”

参考:王Z, Anand D,他从整个Digestate Z磷恢复通过电化学浸出和降水。环境科学工艺。2023年6月26日在线发表。doi:10.1021 / acs.est.3c02843

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