آبافزایش بهره وریتصفیه پسابزیست پالاییمکمل‌ها

بازیابی مواد مغذی و تصفیه ادرار در یک سیستم الکتروشیمیایی میکروبی

انرژی شیمیایی موجود در ادرار انسان می‌تواند در بازیابی مواد مغذی موجود (مانند نیتروژن و فسفر) و تصفیه ادرار به صورت محلی و درجا، استفاده شود. گروهی از دانشمندان چینی و آمریکایی این امکان را با استفاده از یک سیستم الکتروشیمیایی میکروبی مورد بررسی و ارزیابی قرار دادند که نتایج آن‌ در قالب یک مقاله علمی بین‌المللی منتشر گردیده است.


مطابق آنالیزهای مختلف مشخص گردیده است که منبع 80 درصد از نیتروژن و 50 درصد از فسفر فاضلاب شهری، ادرار انسان است که به صورت کلی کمتر از یک درصد حجم کل فاضلاب را شامل می‌شوند. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که ادرار انسان شامل آب، انرژی و مواد مغذی فراوانی می‌باشد. به علت رشد جمعیت، استفاده مجدد از منابع انرژی، آب و هم‌چنین بازیافت مواد مغذی امری ضروری است.

در دهه‌های اخیر، بسیاری از محققان بر روی تصفیه ادرار انسان و بازیابی مواد مغذی آن متمرکز شده‌اند و فناوری‌های مختلف مانند حذف بیولوژیکی، تولید استروویت و حذف آمونیاک را در این خصوص استفاده نموده‌اند. هم‌چنین فرایندهای نوظهور مانند الکترودیالیز، تبادل یون و اسمز معکوس نیز در تصفیه ادرار استفاده شده‌ و پتانسیل بالاتری را نشان داده‌اند، اما عیب روش‌های ذکر شده انرژی بالای مورد نیاز آن‌ها می‌باشد. از طرفی نکته مثبت در تصفیه ادرار انسان، انرژی موجود و قابل استفاده در این ماده است. میزان اکسیژن‌خواهی شیمیایی (COD) در این ماده حدود 600 تا 1000 میلی‌گرم بر لیتر است که معادل 83 تا 138 مگاژول بر مترمکعب است و به لحاظ تئوری می‌تواند در بازیابی مواد مغذی و تصفیه ادرار استفاده شود.

بخوانید  حذف بنزو‌تری‌آزول از پساب ثانویه فاضلاب شهری با استفاده از نانوکامپوزیت مغناطیسی

در این مطالعه، آقای Yifan Gao و همکارانش با استفاده از انرژی شیمیایی موجود در ادرار انسان و به کمک سیستم الکتروشیمیایی میکروبی (MES)، توانستند علاوه بر بازیابی مواد مغذی موجود، آن را نیز تصفیه نمایند و یک روش پایدار برای ارتباط بین آب، انرژی و مواد مغذی ارائه نمایند. سیستم‌های الکتروشیمیایی میکروبی  ثابت کرده‌اند که قادرند مواد زیستی را از طریق متابولیسم باکتری‌های فعال الکتروشیمیایی (EAB) به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. فرایند الکتریکی-شیمیایی-میکروبی استفاده‌شده در این مطالعه، U-Power نامیده شده است.

سیستم اشاره شده، قادر است با تخریب مواد موجود در ادرار انسان، حداکثر 21.3 وات بر مترمکعب انرژی تولید کند. در این روش ادرار به عنوان ماده آند استفاده‌شده و میکروارگانیسم‌های موجود در آند موجب هیدرولیز اوره می‌شوند و در نهایت آمونیوم و فسفات تولید شده به دلیل پتانسیل الکتریکی سیستم به سمت کاتد می‌روند. در قسمت کاتد با pH بالا، آمونیاک و فسفات توسط فرایند عاری‌سازی (stripping) و ترسیب (precipitating)، بازیابی می‌شوند.

در این پژوهش به طور متوسط 93.8 درصد از مواد آلی، 73.1 درصد از نیتروژن و 86.2 درصد از فسفر موجود حذف گردید و همچنین 1234 میلی‌گرم بر لیتر نیتروژن و 101 میلی‌گرم بر لیتر فسفر نیز بازیابی شد.

لینک مقاله

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

جواد طغیانی

دانشجوی ارشد مهندسی شیمی-محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر. علاقه‌مند به فعالیت در زمینه‌های مختلف زیست‌فناوری صنعتی و محیط زیست هستم. در حال حاضر به عنوان نویسنده بخش صنعتی و مسئول بخش مصاحبه مجله زیست‌فن، فعالیت می‌کنم.

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هشـتاد پنـج − هشـتاد سـه =

دکمه بازگشت به بالا
بستن