微波污水废料可以使其安全用作农作物的肥料

微波污水废料可以使其安全用作农作物的肥料 现代城市废水处理厂的水净化包括从污染的水中去除不良化学物质,悬浮固体和气体。 arhendrix / Shutterstock.com

我的团队发现了微波炉的另一种用途,会让您大吃一惊。

通常将污水处理厂产生的生物固体(主要是死细菌)倒入垃圾填埋场。 但是,它们富含营养,可以用作肥料。 但是农民不能仅仅用这些生物固体代替他们在农业土壤上使用的普通肥料。 原因是它们经常被工业上的砷,铅,汞和镉等有毒重金属污染。 但是,将它们倒入垃圾填埋场浪费了宝贵的资源。 那么,解决方案是什么?

我是一名环境工程师 和废水处理专家。 我和我的同事们已经弄清楚了如何处理这些生物固体并去除重金属,以便可以安全地将其用作肥料。

处理厂如何清洁废水

废水中含有有机废物,例如蛋白质,碳水化合物,脂肪,油和尿素,这些废物来自我们在厨房的水槽和厕所中冲掉的食物和人类废物。 在污水处理厂内部,细菌分解了这些有机物质,净化了水,然后将水排入河流,湖泊或海洋。

细菌不能无所作为。 他们在用餐时增加了人类废物,从而从中受益。 一旦从废物中除去水,剩下的就是称为生物固体的固态细菌块。

废水处理厂不仅接受住宅废水,还接受工业废水,包括从垃圾填埋场的固体废物中渗出的液体(称为渗滤液),该废水被有毒金属(包括砷,铅,汞和镉)污染,这一事实使情况变得复杂。 在废水处理过程中,重金属被细菌吸引并积聚在其表面上。

如果农民在此阶段施用生物固体,这些金属将与生物固体分离并污染农作物供人类消费。 但是去除重金属并不容易,因为重金属与生物固体之间的化学键非常牢固。


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微波污水废料可以使其安全用作农作物的肥料 Gang Chen微波处理一些生物固体,将有机物质与有毒金属分离。 陈刚/ FAMU-FSU工程学院, 创用CC BY-SA

微波废物释放出重金属

传统上,这些金属是使用涉及酸的化学方法从生物固体中去除的,但是这样做成本高昂,并且会产生更多危险废物。 在某些农业领域中已小规模实践。

在仔细计算了从附着细菌释放重金属所需的能量后,我搜寻了所有可能的能量来源,这些能量可以提供足够的能量来破坏键,但又不能破坏生物固体中的营养。 从那时起,我偶然发现家用厨房中的微波炉,并开始怀疑微波是否是解决方案。

我和我的团队测试了微波处理生物固体是否会破坏重金属与细菌细胞之间的结合。 我们发现它是高效且环保的。 这项工作已经 发表在《清洁生产杂志》上。 通过使用电磁波产生微波,该概念可以适应工业规模。

这是一个对许多人都应该有益的解决方案。 例如,废水处理厂的经理可能通过出售生物固体来赚取收入,而不是为将要倾倒到垃圾填埋场的材料支付处置费。

微波污水废料可以使其安全用作农作物的肥料 从废物处理设施收集后的生物固体。 陈刚/ FAMU-FSU工程学院, 创用CC BY-SA

这是对环境更好的策略,因为当生物固体沉积在垃圾填埋场中时,重金属会渗入垃圾填埋场渗滤液中,然后在废水处理厂进行处理。 因此,重金属以无休止的循环在废水处理厂和垃圾填埋场之间移动。 这项研究通过从生物固体中分离重金属并将其回收来打破这一循环。 农民还将受益于廉价的有机肥料,这些肥料可以代替化学合成肥料,从而节省了宝贵的资源并保护了生态系统。

这就是结局? 还没。 到目前为止,我们只能去除50%的重金属,但我们希望通过改进实验设计将其重设为80%。 我的团队目前正在进行小型实验室和现场实验,以探索我们的新策略是否可以大规模应用。

我想与大家分享一个教训:观察。 对于任何问题,解决方案可能就在您附近,在家中,办公室中,甚至在您使用的设备中。

关于作者

陈刚,土木与环境工程教授, FAMU-FSU工程学院

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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