Популярні Пости

Вибір Редакції - 2019

Модельний підхід для стійкого відновлення фосфору від стічних вод

Anonim

Новий підхід до очищення стічних вод може бути ключовим елементом у зусиллях щодо скорочення, повторного використання та переробки. Більше того, це може бути вигідно.

реклама


Фосфор є найважливішим елементом живлення людини. Він відіграє декілька ролей у людському тілі, включаючи розвиток кісток і зубів. Добриво з фосфором, що застосовується до сільськогосподарських культур або газонів, дає можливість здорового росту. Без цього основних клітин рослин і тварин, а також самого життя не існує.

Як правило, фосфор зустрічається в мінералах, що містять фосфат, які видобуваються - обмежений і невідновлюваний ресурс. Річний попит швидко зростає. Проте після використання фосфору важко відновити.

Де йде фосфор? У тварин (включаючи людей) сеча містить фосфор. Поверхневі води несуть велику кількість фосфору з полів і газон вниз по течії. Результатом є фосфор у воді, що скидається на очисні споруди (НПЗ).

"Будь-який фосфор, який ми використовуємо та викидає у річки та океани, втрачається для навколишнього середовища", говорить Рольф Халден, професор Школи стійкого розвитку та побудованого навколишнього середовища та директор Центру екологічної безпеки Арізона.

Крім того, накопичення фосфору може призвести до проблем, таких як цвітіння водоростей у озерах та інших поверхневих водних об'єктах. У свою чергу, цвітіння водоростей виснажують кисень з води, впливаючи на тонкий баланс водного життя. "Ця проблема спостерігається в сезонно-періодичній" мертвій зоні "Мексиканської затоки", - каже Халден.

Група Халден нещодавно опублікувала дослідження в журналі якості навколишнього середовища, в якому розглянуті способи відновлення фосфору від стічних вод з використанням математичного моделювання. "НПЗ являють собою нульове поле для вирішення проблеми глобального виснаження фосфору", - каже Халден.

НПЗ у багатьох містах в даний час впроваджують способи виділення фосфору перед скиданням стічних вод у навколишнє середовище. Існує два основних види способів відновлення фосфору: хімічний та біологічний.

У хімічному способі НПЗ обробляють фосфор, розчинений у стічних водах. Фосфор потім випадає з розчину для полегшення видалення. У біологічному методі вводиться у воду бактерії, збирають фосфор у знімний шлам. Варіація включає в себе покращений біологічний видалення фосфору (EBPR). Цей метод вибірково заохочує бактерії, здатні накопичувати фосфор.

Вибір методу складний. "Визначення якості води в регіоні, розмір очисні споруди та економічні міркування відіграють важливу роль у виборі", - пояснює провідний автор дослідження Арджун Венкатесан.

Халден і Venkatesan дослідження зосереджені на комбінований підхід. По-перше, EBPR концентрує фосфор у мулі. Далі, хімічна обробка допомагала фосфору випадати, утворюючи струвит - корисний мінеральний фосфат. Дослідження показало, що типовий НПЗ може повернути приблизно 490 тонн фосфору у вигляді струвиту щорічно.

Звичайні методи видаляють лише 40-50% Р, за даними Венкатесана. Вторинна обробка шламу, що використовується EBPR, "досягає додаткового зменшення маси на 35%, на загальну суму близько 90% видалення", говорить він. EBPR допомагає уникати додаткових хімічних речовин і зменшує виробництво шламів. Обидва ці фактори знижують вартість експлуатації - це ключове значення для ОЕС з обмеженими бюджетами.

Відновлений фосфор відшкодовується для навколишнього середовища з меншим видобутком фосфору та поліпшенням здоров'я у поверхневих водах. Фосфор, який відновлюється у вигляді струвиту, також може генерувати прибуток. За оцінками команди, НПЗ, що використовуються для вивчення конкретних ситуацій, може спричинити річний дохід у розмірі 150 000 доларів США за рахунок цього двостороннього підходу. Завод з існуючими об'єктами ЄБРР може відшкодувати початкові витрати всього за 3 роки.

"Приблизно 367, 5 тис. Тонн фосфору на рік може бути отримано шляхом комбінованого виробництва БЕПР та струвита", - каже Халден, на підприємствах, що мають аналогічну експлуатаційну потужність.

Таке корисне навантаження може бути привілейованим виграшем для сумлінних громад.

реклама



Джерело історії:

Матеріали, надані Американським агрономічним товариством (ASA), Американським суспільством науки про рослинництво (CSSA) . Примітка. Зміст можна редагувати за стилем та довжиною.


Довідка з журналу :

  1. Арджун К. Венкатесан, Абдул-Хакім М. Хамдан, Ванесса М. Чавес, Жасмін Д. Браун, Рольф У. Хальден. Масова модель балансу для стійкого відновлення фосфору на американській установці для очищення стічних вод . Журнал якості навколишнього середовища, 2015 рік; 0 (0): 0 DOI: 10.2134 / jeq2014.11.0504