Avloppsavfall från mikrovågor kan göra det säkert att använda som gödselmedel på grödor

Avloppsavfall från mikrovågor kan göra det säkert att använda som gödselmedel på grödor Vattenrening i en modern stadsreningsverk innebär att oönskade kemikalier, suspenderade fasta ämnen och gaser tas bort från förorenat vatten. arhendrix / Shutterstock.com

Mitt team har upptäckt en annan användning för mikrovågsugnar som kommer att överraska dig.

Biosolider - främst döda bakterier - från avloppsanläggningar dumpas vanligtvis till deponier. De är dock rika på näringsämnen och kan potentiellt användas som gödselmedel. Men jordbrukare kan inte bara ersätta de normala gödningsmedel som de använder på jordbruksmark med dessa biosolider. Anledningen är att de ofta är förorenade med giftiga tungmetaller som arsenik, bly, kvicksilver och kadmium från industrin. Men att dumpa dem i deponierna slösar bort värdefulla resurser. Så vad är lösningen?

Jag är en miljöingenjör och en expert på avloppsrening. Mina kollegor och jag har kommit fram till hur vi ska behandla dessa biosolider och ta bort tungmetaller så att de säkert kan användas som gödselmedel.

Hur reningsverk renar avloppsvatten

Avloppsvatten innehåller organiskt avfall som proteiner, kolhydrater, fetter, oljor och urea, som härrör från mat och mänskligt avfall som vi spolar ner i diskbänkar och toaletter. Inuti behandlingsanläggningar sönderdelas bakterierna av dessa organiska material och rengör vattnet som sedan släpps ut i floder, sjöar eller hav.

Bakterierna gör inte jobbet för ingenting. De drar nytta av denna process genom att multiplicera när de äter på mänskligt avfall. När vatten har tagits bort från avfallet, är det kvar en fast klump av bakterier som kallas biosolider.

Detta kompliceras av det faktum att avloppsreningsverk inte accepterar inte bara bostadsavloppsvatten utan också industriellt avloppsvatten, inklusive vätskan som sipprar ut från fast avfall i deponier - kallad lakvatten - som är förorenad med giftiga metaller inklusive arsenik, bly, kvicksilver och kadmium. Under reningsprocessen dras tungmetaller till bakterierna och ackumuleras på ytorna.

Om jordbrukarna tillämpar biosoliderna i detta skede kommer dessa metaller att skilja sig från biosoliderna och förorenar grödan för konsumtion. Men att ta bort tungmetaller är inte lätt eftersom de kemiska bindningarna mellan tungmetaller och biosolider är mycket starka.

Avloppsavfall från mikrovågor kan göra det säkert att använda som gödselmedel på grödor Gang Chen har mikrovågor med några biosolider och separerar det organiska materialet från de giftiga metallerna. Gang Chen / FAMU-FSU College of Engineering, CC BY-SA

Mikroavfallsavfall släpper tungmetaller

Konventionellt avlägsnas dessa metaller från biosolider med kemiska metoder som involverar syror, men detta är kostsamt och genererar farligare avfall. Detta har praktiserats i liten skala i vissa jordbruksfält.

Efter en noggrann beräkning av energibehovet för att frigöra tungmetallerna från de bifogade bakterierna sökte jag efter alla möjliga energikällor som kan ge tillräckligt för att bryta bindningarna men inte för mycket för att förstöra näringsämnena i biosoliderna. Det var när jag serendipitously märkte mikrovågsugnen i mitt hemkök och började undra om mikrovågsugn var lösningen.

Mitt team och jag testade om mikrovåg av biosolider skulle bryta bindningarna mellan tungmetaller och bakteriecellerna. Vi upptäckte att det var effektivt och miljövänligt. Arbetet har varit publicerad i Journal of Cleaner Production. Detta koncept kan anpassas till en industriell skala genom att använda elektromagnetiska vågor för att producera mikrovågorna.

Detta är en lösning som bör vara till nytta för många människor. Till exempel skulle chefer för avloppsreningsverk potentiellt kunna tjäna intäkter genom att sälja biosolider istället för att betala avfallsavgifter för materialet som ska dumpas till deponierna.

Avloppsavfall från mikrovågor kan göra det säkert att använda som gödselmedel på grödor Biosolider efter insamling från en avfallsbehandlingsanläggning. Gang Chen / FAMU-FSU College of Engineering, CC BY-SA

Det är en bättre strategi för miljön, eftersom när biosolider deponeras i deponier, sipprar tungmetallerna in i urfallslakan, som sedan behandlas i avloppsreningsverk. Tungmetallerna rör sig således mellan avloppsreningsverk och deponier i en oändlig slinga. Denna forskning bryter denna cykel genom att separera tungmetallerna från biosolider och utvinna dem. Jordbrukarna skulle också kunna dra nytta av billiga organiska gödselmedel som skulle kunna ersätta de kemiska syntetiska sådana, spara värdefulla resurser och skydda ekosystemet.

Är detta slutet? Inte än. Hittills kan vi bara ta bort 50% av tungmetaller men vi hoppas kunna flytta detta till 80% med förbättrade experimentella konstruktioner. Mitt team genomför för närvarande små laboratorie- och fältförsök för att undersöka om vår nya strategi kommer att fungera i stor skala.

En lektion jag skulle vilja dela med alla: Var uppmärksam. För alla problem kan lösningen vara precis omkring dig, i ditt hem, på ditt kontor, även i de apparater du använder.

Om författaren

Gang Chen, professor i civil- och miljöteknik, FAMU-FSU College of Engineering

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_science

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

SENASTE FILMER

Den stora klimatmigrationen har börjat
Den stora klimatmigrationen har börjat
by super~~POS=TRUNC
Klimatkrisen tvingar tusentals runt om i världen att fly eftersom deras hem blir alltmer obeboeliga.
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
by Alan N Williams, et al
I den senaste rapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sägs att utan en väsentlig minskning ...
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
by Toby Tyrrell
Det tog evolution 3 eller 4 miljarder år att producera Homo sapiens. Om klimatet helt hade misslyckats bara en gång i det ...
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
by Brice Rea
Slutet av den sista istiden, för cirka 12,000 XNUMX år sedan, kännetecknades av en sista kall fas kallad Younger Dryas ...
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
by Frank Wesselingh och Matteo Lattuada
Tänk dig att du befinner dig vid kusten och tittar ut mot havet. Framför dig ligger 100 meter karg sand som ser ut som en ...
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på ...
Fem klimattroar: En kraschkurs i felaktig klimatinformation
De fem klimattroerna: en kraschkurs i felaktig klimatinformation
by John Cook
Den här videon är en kraschkurs i klimatinformation som sammanfattar de viktigaste argumenten som används för att tvivla på verkligheten ...
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
by Julie Brigham-Grette och Steve Petsch
Varje år krymper havsisskyddet i Arktiska havet till en låg punkt i mitten av september. I år mäter den bara 1.44 ...

SENASTE ARTIKLAR

grön energi2 3
Fyra gröna vätgasmöjligheter för Mellanvästern
by Christian Tae
För att avvärja en klimatkris kommer Mellanvästern, liksom resten av landet, att behöva göra koldioxidutsläpp till sin ekonomi helt genom att...
ug83qrfw
Stora hinder för att kräva svar måste upphöra
by John Moore, On Earth
Om federala tillsynsmyndigheter gör det rätta, kan elkunder i Mellanvästern snart kunna tjäna pengar medan...
träd att plantera för klimat2
Plantera dessa träd för att förbättra stadslivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastställer levande ekar och amerikanska plataner som mästare bland 17 "superträd" som kommer att hjälpa till att göra städer ...
norra havets botten
Varför vi måste förstå havsbottengeologin för att utnyttja vindarna
by Natasha Barlow, docent i kvartär miljöförändring, University of Leeds
För alla länder som är välsignade med enkel tillgång till det grunda och blåsiga Nordsjön kommer havsvind att vara nyckeln till att möta nätet...
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
En löpeld som brinner i het, torr bergskog svepte genom Gold Rush -staden Greenville, Kalifornien, den 4 augusti, ...
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
by Alvin Lin
Vid Leader's Climate Summit i april lovade Xi Jinping att Kina kommer att "strikt kontrollera koleldad kraft ...
Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Ett plan tappar röd brandskyddsmedel till en skogsbrand när brandmän parkerade längs en väg ser upp mot den orange himlen
Modellen förutspår 10-åriga skogsbrand, sedan gradvis nedgång
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den långsiktiga framtiden för skogsbränder förutsäger en första ungefär decennier lång utbrott av skogsbrandaktivitet, ...

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.