Ученые из ОАЭ разработали новый метод переработки осадка сточных вод в удобрения

Исследователи из Масдарского института Объединенных Арабских Эмиратов разработали энергоэффективный и дешевый метод удаления тяжелых металлов из биосолидов, твёрдых веществ биологического происхождения.

Благодаря новому изобретению команде разработчиков удалось удалить свыше 90% цинка и около 60% меди из осадка сточных вод, собранных на очистной станции города Масдар. Подобный уровень извлечения тяжелых металлов значительно превосходит все предыдущие способы очистки осадка сточных вод, а уровень оставшегося цинка вообще оказался значительно ниже установленных государственными стандартами значений.

Новый очистительный процесс включает в себя три этапа: химическая обработка, электрокинетическое восстановление и последующая очистка.

Шади Ваджих Хасан (Shadi Wajih Hasan), профессор химической и экологической инженерии в Масдарском институте, считает, что переработка 26 тыс. тонн ежегодно производимых биосолидов в очистных станциях Абу-Даби (столица ОАЭ) в удобрения выгодна не только с экономической, но и с экологической точек зрения.

Новый метод использует обработку низкозаряженным электрическим полем, что является значительно более энергетически эффективным способом, нежели традиционные электрокинетические процессы очистки. Эффективность метода также повышается за счет использования царской водки (смеси азотной и соляной кислоты).

«Царская водка содержит нитриты, что приводит к появлению свободной азотистой кислоты, которая может увеличить биодеградируемость (способность к разложению микроорганизмами), уничтожать внеклеточный матрикс и клетки микробов, а также уменьшить размер осадочных частиц», объяснил Шади Хасан. «Что еще более важно, так это то, что азотистая кислота способна разрушить органически связанные цинк и медь, запертые во внеклеточном матриксе», добавил профессор.

Процесс обработки осадка сточных вод включает в себя пропускание электрического тока между двумя электродами для разрушения ионных связей металлов. В то время как электрокинетическая очистка может быть весьма эффективной в удалении ионов металлов, ее широкое применение затруднено высокой энергозатратностью и дороговизной. Хасан и команда нашли выход из положения путем первоначального кондиционирования биосолидов в царской водке.

Шади Хасан уверен, что использование осадка сточных вод в качестве удобрения потенциально способно принести Абу-Даби свыше 2 млн. долл. дохода, а также дать развитие промышленности минеральных удобрений, которая выросла более чем на 50% за последние 10 лет.

Переработка биосолидов в удобрения также поможет существенно снизить затраты на защиту окружающей среды, потому как осадки сточных вод содержат высокие концентрации тяжелых металлов, не выводимые традиционными способами физической, биологической и химической обработки. Во многих странах осадки вывозятся на полигон для хранения, что представляет собой очевидную угрозу окружающей среде.

На данный момент команда исследователей работает над доведением нового метода очистки до коммерческого уровня. В ходе экспериментов станет ясно, сможет ли новая технология воспроизвести высокие скорости удаления тяжелых металлов в промышленном масштабе. Традиционные методы очистки осадков сточных вод являются в общей сложности достаточно дорогостоящими и энергозатратными, в то время как в результате высвобождают лишь малую часть тяжелых металлов.

Поэтому, по мнению исследователей Масдарского института, новое решение по выведению тяжелых металлов из осадков сточных вод обязано быть энергоэффективным и относительно дешевым.

R&D Mag