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廢水處理對(duì)清除病原體至關(guān)重要，但它的能耗高得令人難以置信。如何更可持續(xù)地處理廢水是華威大學(xué)WMG的研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)，他們使用回收的碳纖維墊從廢水中生產(chǎn)氫氣。
處理廢水是一個(gè)至關(guān)重要的過程，因?yàn)樗梢匀コ≡w并保護(hù)環(huán)境，然而這需要付出自身的環(huán)境成本，因?yàn)樗歉叨饶茉疵芗偷模褂昧擞?guó)大約3%的能源使用量——相當(dāng)于130億千瓦時(shí)。
自來水和廢水處理公司Severn Trent給華威大學(xué)WMG的研究人員提出了一個(gè)挑戰(zhàn)，即尋找一種更節(jié)能的方法來處理廢水，該團(tuán)隊(duì)成功地建立在對(duì)微生物電解電池的研究上。
微生物電解電池使用電磁微生物分解廢水中的有機(jī)污染物，產(chǎn)生清潔的水和氫氣。生產(chǎn)氫氣的能力本身是有價(jià)值的，因?yàn)樗梢猿鍪劢o化學(xué)和塑料工業(yè)，或用于氫燃料電池的能源存儲(chǔ)或電動(dòng)汽車。
雖然這一切聽起來很有希望，但它還沒有在工業(yè)規(guī)模上被開發(fā)出來，因?yàn)橛糜诜纸庥袡C(jī)污染物的陽(yáng)極材料是由石墨或碳制成的，每平方米成本幾百英鎊，并且產(chǎn)生氫氣的速度很低。
因此，斯圖爾特·科爾斯博士和他的團(tuán)隊(duì)通過研究替代陽(yáng)極材料和加工方法來改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，并成功地確定了可回收的碳纖維墊作為替代陽(yáng)極，成本僅為每平方米2英鎊，比現(xiàn)有的陽(yáng)極材料便宜得多。
研究人員在合成廢水和真實(shí)廢水上對(duì)碳纖維墊進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，在回收的碳纖維陽(yáng)極上生長(zhǎng)的細(xì)菌具有更好的耐溫性，比以前使用的材料產(chǎn)生更多的氫氣。
然后他們決定試點(diǎn)技術(shù)Severn特倫特的Minworth廢物處理網(wǎng)站,他們成功處理100公升的廢水每天和設(shè)法去除有機(jī)污染物的51%和100%的從水中懸浮物在生產(chǎn)18倍氫氣純度(100%)比石墨材料。
華威大學(xué)WMG的Stuart Coles博士評(píng)論道:
“我們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)感到非常興奮。通過從汽車和航空航天部門回收垃圾，我們?yōu)橐粋€(gè)長(zhǎng)期存在的問題開發(fā)了一個(gè)循環(huán)解決方案。我們現(xiàn)在能夠以氫的形式從廢水中提取價(jià)值，而不僅僅是處理廢水，而且成本比以往任何時(shí)候都低。這項(xiàng)工作的下一階段是優(yōu)化微生物電解電池的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低水中的污染物水平。這反過來有助于產(chǎn)生更多的氫?！?/span>
Severn Trent首席工程師Bob Stear補(bǔ)充道:
“這項(xiàng)研究表明，MEC技術(shù)的性能提升和成本節(jié)約意味著它離現(xiàn)有廢水處理資產(chǎn)的成本競(jìng)爭(zhēng)又近了一步。WMG還證明，這項(xiàng)技術(shù)有潛力創(chuàng)造一個(gè)更循環(huán)的廢水處理過程，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我們的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和凈零計(jì)劃至關(guān)重要。目前，我們正在雷丁奇的試驗(yàn)臺(tái)工廠擴(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的規(guī)模?！?/p>
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