把废水变成有价值的资源

斯坦福大学的一项研究为从污水中提取有价值的材料铺平了道路，这些材料可以用于化肥和电池，有朝一日可以为智能手机和飞机提供动力。该分析揭示了如何优化转化硫污染的电气过程，并有助于实现负担得起的可再生能源废水处理，从而产生饮用水。

“我们一直在寻找方法来关闭化学制造过程的循环，”该研究的高级作者说将Tarpeh他是一名副教授化学工程在斯坦福大学。“硫是一个关键的元素循环，在有效地将硫污染物转化为肥料和电池组件等产品方面，还有改进的空间。”

更好的解决方案

随着淡水供应的减少，特别是在干旱地区，人们越来越重视开发将废水转化为饮用水的技术。利用无氧或无氧环境过滤废水的膜工艺尤其有前景，因为它们所需的能量相对较少。然而，这些过程会产生硫化物，一种有毒、腐蚀性和恶臭的化合物。应对的策略那问题，如化学氧化或使用某些化学品将硫转化为可分离的固体，可以产生副产物，并推动化学反应，腐蚀管道，使水更难消毒。

处理厌氧过滤产生的硫化物的一个解决方案是将硫化物转化为用于化肥和锂硫电池正极材料的化学物质，但这样做的机制仍然不为人所知。因此，Tarpeh和他的同事们开始阐明一种成本效益高，不会产生化学副产品的方法。

研究人员专注于电化学硫氧化，它需要低能量输入，并能够对最终的硫产品进行微调控制。如果工作有效，该过程可以由可再生能源提供动力，并适用于处理从单个建筑物或整个城市收集的废水。

利用扫描电化学显微镜——一种在反应器运行时便于对电极表面进行微观快照的技术——研究人员量化了电化学硫氧化每一步的速率以及形成的产物的类型和数量。他们确定了硫回收的主要化学障碍，包括电极污染和最难转化的中间体。他们发现，在其他方面，不同的操作参数，如反应器电压，可以促进废水中低能硫的回收。

这些和其他见解阐明了能源效率、硫化物去除、硫酸盐产量和时间之间的平衡。有了他们，研究人员概述了一个框架，以指导未来电化学硫化物氧化工艺的设计，以平衡能量输入、污染物去除和资源回收。展望未来，硫回收技术还可以与其他技术相结合，例如从废水中回收氮以生产硫酸铵肥料。Codiga资源恢复中心是斯坦福大学校园内的一个中试规模的处理厂，它可能在加速这些方法的未来设计和实施方面发挥重要作用。

该研究的主要作者说:“希望这项研究将有助于加快减轻污染、回收宝贵资源和同时创造饮用水的技术的采用。Xiaohan邵他是该校的博士生土木与环境工程在斯坦福大学。

-由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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