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廢水處理對清除病原體至關(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。
處理廢水是一個至關(guān)重要的過程，因為它可以去除病原體并保護環(huán)境，然而這需要付出自身的環(huán)境成本，因為它是高度能源密集型的，使用了英國大約3%的能源使用量——相當(dāng)于130億千瓦時。
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挑戰(zhàn)，即尋找一種更節(jié)能的方法來處理廢水，該團隊成功地建立在對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值的，因為它可以出售給化學(xué)和塑料工業(yè)，或用于氫燃料電池的能源存儲或電動汽車。
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，因為用于分解有機污染物的陽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隊通過研究替代陽極材料和加工方法來改進這項技術(shù)，并成功地確定了可回收的碳纖維墊作為替代陽極，成本僅為每平方米2英鎊，比現(xiàn)有的陽極材料便宜得多。
研究人員在合成廢水和真實廢水上對碳纖維墊進行測試后發(fā)現(xiàn)，在回收的碳纖維陽極上生長的細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博士評論道:
“我們對這項技術(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€長期存在的問題開發(fā)了一個循環(huán)解決方案。我們現(xiàn)在能夠以氫的形式從廢水中提取價值，而不僅僅是處理廢水，而且成本比以往任何時候都低。這項工作的下一階段是優(yōu)化微生物電解電池的設(shè)計，進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補充道:
“這項研究表明，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)的成本競爭又近了一步。WMG還證明，這項技術(shù)有潛力創(chuàng)造一個更循環(huán)的廢水處理過程，這對實現(xiàn)我們的長期可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和凈零計劃至關(guān)重要。目前，我們正在雷丁奇的試驗臺工廠擴大這項技術(shù)的規(guī)模?！?/p>
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