تصفیه آب در یک تصفیه خانه فاضلاب شهری مدرن شامل از بین بردن مواد شیمیایی نامطلوب ، مواد جامد معلق و گازها از آب آلوده است. arhendrix / Shutterstock.com
تیم من یک مورد دیگر برای اجاق های مایکروویو کشف کرده است که شما را شگفت زده خواهد کرد.
Biosolids - در درجه اول باکتریهای مرده - از گیاهان فاضلاب معمولاً در محل های دفن زباله ریخته می شوند. با این حال ، آنها سرشار از مواد مغذی هستند و به طور بالقوه می توانند به عنوان کود مورد استفاده قرار گیرند. اما کشاورزان نمی توانند کودهای عادی که در خاک کشاورزی از آنها استفاده می کنند را جایگزین این بیوسولیدها کنند. دلیل این امر این است که آنها غالباً با فلزات سنگین سمی مانند آرسنیک ، سرب ، جیوه و کادمیوم از صنعت آلوده شده اند. اما پرتاب آنها در محل های دفن زباله باعث از بین رفتن منابع گرانبها می شود. پس راه حل چیست؟
من مهندس محیط زیست هستم و یک متخصص در تصفیه خانه های فاضلاب. من و همکارانم فهمیدیم که چگونه می توان این بیوسولیدها را درمان کرد و فلزات سنگین را از بین برد تا بتوان با اطمینان از آنها به عنوان کود استفاده کرد.
چگونه تصفیه خانه ها فاضلاب را تمیز می کنند
فاضلاب حاوی زباله های آلی مانند پروتئین ها ، کربوهیدرات ها ، چربی ها ، روغن ها و اوره است که از مواد غذایی و زباله های انسانی حاصل می شود که ما در سینک های آشپزخانه و توالت ها از آن استفاده می کنیم. در داخل گیاهان تصفیه شده ، باکتری ها این مواد آلی را تجزیه می کنند و آب را که در رودخانه ها ، دریاچه ها یا اقیانوس ها تخلیه می شود ، تمیز می کنند.
باکتریها کار را برای هیچ کاری انجام نمی دهند. آنها از ضرب غذا خوردن در زباله های انسان از این فرآیند بهره مند می شوند. هنگامی که آب از زباله ها خارج شد ، یک قطعه جامد باکتری به نام بیوسولیدها وجود دارد.
این مسئله با این واقعیت پیچیده است که تصفیه خانه های فاضلاب نه تنها فاضلاب مسکونی مسکونی بلکه بلکه فاضلاب صنعتی را نیز قبول می کنند ، از جمله مایعی که از زباله های جامد در محل دفن زباله ها - به نام ترشحات - خارج می شود - که با فلزات سمی از جمله آرسنیک ، سرب ، جیوه و کادمیوم آلوده می شود. در طی فرآیند تصفیه فاضلاب ، فلزات سنگین به باکتری جذب می شوند و در سطح آنها جمع می شوند.
اگر کشاورزان بیوسولیدها را در این مرحله اعمال کنند ، این فلزات از بیوسولیدها جدا شده و محصول را برای مصرف انسان آلوده می کنند. اما حذف فلزات سنگین کار آسانی نیست زیرا پیوندهای شیمیایی بین فلزات سنگین و بیوسولیدها بسیار قوی هستند.
باند چن مایکروویوها را مقداری زیستبسفید جدا می کند و مواد آلی را از فلزات سمی جدا می کند. دانشکده مهندسی باند چن / FAMU-FSU, CC BY-SA
ضایعات مایکروویو فلزات سنگین را آزاد می کند
به طور معمول ، این فلزات با استفاده از روشهای شیمیایی شامل اسیدها از بیوسولیدها خارج می شوند ، اما این پرهزینه است و زباله های خطرناک تری تولید می کند. در بعضی از زمینه های کشاورزی این کار در مقیاس اندک انجام شده است.
پس از محاسبه دقیق انرژی مورد نیاز برای رهاسازی فلزات سنگین از باکتری های پیوست شده ، من به جستجوی تمام منابع انرژی ممکن که می تواند فقط به اندازه کافی برای شکستن پیوندها باشد کمک نمی کند اما برای از بین بردن مواد مغذی موجود در بیوسولیدها نیز کافی است. این زمانی است که من به طور جدی متوجه اجاق مایکروویو در آشپزخانه من شدم و شروع به تعجب کردم که آیا مایکروویو راه حل است.
من و تیم من آزمایش کردیم که آیا مایکروویو بیوسولیدها باعث ایجاد پیوند بین فلزات سنگین و سلولهای باکتریایی می شوند. فهمیدیم که کارآمد و سازگار با محیط زیست است. کار بوده است منتشر شده در مجله تولید پاک کننده. این مفهوم را می توان با استفاده از امواج الکترومغناطیسی برای تولید مایکروویو در مقیاس صنعتی تطبیق داد.
این راه حلی است که باید برای بسیاری از افراد مفید باشد. به عنوان مثال ، مدیران کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب می توانند بطور بالقوه با فروش بیوسولیدها به جای پرداخت هزینه دفع مواد مورد نیاز برای دفن زباله ها ، درآمد کسب کنند.
بیوسولیدها پس از جمع آوری از یک مرکز تصفیه فاضلاب. دانشکده مهندسی باند چن / FAMU-FSU, CC BY-SA
این یک استراتژی بهتر برای محیط زیست است زیرا وقتی بیوسولیدها در محل های دفن زباله قرار می گیرند ، فلزات سنگین به داخل محل های دفع زباله دفع می شوند ، که سپس در تصفیه خانه های فاضلاب تصفیه می شوند. بنابراین فلزات سنگین بین کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب و دفن زباله ها در یک حلقه بی پایان حرکت می کنند. این تحقیق با جدا کردن فلزات سنگین از biosolids و بازیابی آنها این چرخه را می شکند. کشاورزان همچنین از کودهای آلی ارزان قیمت که می توانند جایگزین مواد مصنوعی شیمیایی شوند ، از منابع با ارزش و حفاظت از اکوسیستم بهره مند می شوند.
آیا این پایان است؟ نه هنوز. تاکنون فقط 50٪ از فلزات سنگین را حذف کرده ایم اما امیدواریم با استفاده از طرح های تجربی بهبود یافته این میزان را به 80٪ برسانیم. تیم من در حال حاضر آزمایش های کوچک و آزمایشگاهی و میدانی را انجام می دهد تا ببیند استراتژی جدید ما در مقیاس وسیع کار خواهد کرد یا خیر.
یک درس که می خواهم با همه به اشتراک بگذارم: مراقب باشید. برای هر مشکلی ، راه حل ممکن است تقریباً در اطراف شما ، در خانه ، محل کار شما باشد ، حتی در وسایلی که استفاده می کنید.
درباره نویسنده
باند چن ، استاد مهندسی عمران و محیط زیست ، دانشکده فنی FAMU-FSU
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
کتابها
