Как заводы вдохновляют на новые способы извлечения пользы из сточных вод

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 27 января 2023 г., 2:45:54 MSK
  • 0 комментариев
  • 39 просмотров
Ученые черпают вдохновение у растений для разработки новых методов отделения и извлечения ценных минералов, металлов и питательных веществ из богатых ресурсами сточных вод.

Ученые из Австралийского национального университета (ANU) черпают вдохновение в растениях для разработки новых методов отделения и извлечения ценных минералов, металлов и питательных веществ из богатых ресурсами сточных вод.

Исследователи ANU адаптируют заводские "мембранные механизмы разделения", чтобы их можно было внедрить в новые технологии переработки сточных вод. Этот подход предлагает устойчивое решение, помогающее управлять ресурсами, необходимыми для обеспечения продовольственной, энергетической и водной безопасности в мире, предоставляя способ сбора, переработки и повторного использования ценных металлов, минералов и питательных веществ из жидких отходов.

Технология может принести пользу целому ряду отраслей промышленности, таких как сельское хозяйство, аквакультура, опреснение воды, переработка аккумуляторных батарей и добыча полезных ископаемых. Это также могло бы помочь компаниям переосмыслить свой подход к обращению с отходами, создав способ извлечения пользы из сточных вод. Исследование также имеет значение для районов, подверженных наводнениям и засухе по всей Австралии.

По оценкам, мировые сточные воды содержат три миллиона метрических тонн фосфора, 16,6 миллиона метрических тонн азота и 6,3 миллиона метрических тонн калия. Извлечение этих питательных веществ из сточных вод могло бы компенсировать 13,4 процента мирового сельскохозяйственного спроса на эти ресурсы.

Молекулы аммиака и водорода, среди прочего, содержащиеся в сточных водах, могли бы обеспечить электроэнергией 158 миллионов домашних хозяйств.

"Сточные воды в мире содержат беспорядочную смесь ресурсов, которые невероятно ценны, но только в их чистом виде. Большая проблема, с которой сталкиваются исследователи, заключается в том, чтобы выяснить, как эффективно извлекать эти ценные минералы, металлы и питательные вещества, сохраняя при этом их чистоту", - сказала доцент кафедры растениеводства АНУ Кейтлин Бирт.

"Австралийская горнодобывающая промышленность, например, создает более 500 миллионов тонн отходов в год, и эти отходы богаты такими ресурсами, как медь, литий и железо. Но на данный момент жидкие отходы - это просто проблема; их нельзя выбрасывать и их нельзя использовать. Это просто отходы, если каждый ресурс не может быть выделен в чистом виде.

"Это особенно актуально в сфере утилизации аккумуляторов; у вас есть огромный, богатый источник лития внутри разряженных аккумуляторов, но мы пока не можем эффективно извлекать или повторно использовать его. Сбор ресурсов из промышленных и городских отходов является ключевым шагом на пути к переходу к круговой зеленой экономике и построению устойчивого будущего, а также к сокращению нашего углеродного следа".

Исследователи исследовали специализированные молекулярные механизмы, которые помогают растениям распознавать и отделять различные молекулы металлов, минералов и питательных веществ, содержащиеся в почве, позволяя им отделять хорошее от плохого - важнейший биологический процесс, необходимый для их роста и развития.

"Такие ресурсы, как бор, железо, литий и фосфор, используются в аккумуляторных технологиях, и заводы являются мастерами в разделении этих типов ресурсов", - сказал доцент Бирт.

Аммиак, соединение, используемое для создания удобрений и важнейший материал в растениеводстве, является еще одним ключевым ресурсом, который ученые стремятся извлечь из жидких отходов.

"Затраты на удобрения зашкаливают, что оказывает большое давление на австралийских фермеров, чтобы они могли позволить себе такие более высокие цены, и все же мы тратим огромное количество этих молекул впустую, и это вызывает экологические проблемы", - сказал доцент Бирт.

"Аммиак также является важной молекулой для хранения водородного топлива. Итак, по мере того, как мы продолжаем развивать производство водородного топлива, будет расти спрос на аммиак для использования в качестве молекулы-накопителя, потому что именно так водородная топливная промышленность сможет транспортировать накопленный водород и в конечном итоге использовать его в качестве потенциального источника топлива для заправки автомобилей и других технологий."

Адъюнкт-профессор Бирт сказал, что достижения в технологии точного разделения также могут обеспечить безопасность сообществам, подверженным наводнениям и засухе по всей Австралии, предоставляя им портативный, безопасный и надежный доступ к чистой питьевой воде в условиях ухудшения погодных условий в результате изменения климата.

"Чистая вода и безопасность питательных ресурсов лежат в основе производительности сельского хозяйства. Разработка технологий для устойчивого управления этими ресурсами имеет важное значение для продовольственной безопасности в Австралии и во всем мире", - сказала она.

Комментарии

0 комментариев