澳大利亞:污泥產(chǎn)氫--污泥資源化利用的新方案
發(fā)布日期:2020-10-19
來源: IWA國際水協(xié)會
傳統(tǒng)的污泥處置方式有填埋、焚燒等,雖然也有一些污水廠的污泥在經(jīng)過無害化處理后被制成化肥產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到回用,但是普遍來講,如何妥善處置大量的污泥以及對污泥進(jìn)行資源化利用仍然是污水廠和環(huán)境部門所面臨的難題。澳大利亞皇家墨爾本理工學(xué)院( Royal Melbourne Institute of Technology—RMIT University)正在著手開發(fā)一種全新的解決方案,利用污泥厭氧消化產(chǎn)生的生物沼氣制備氫氣,。從污泥中提取特殊的生物炭材料,催化分解沼氣產(chǎn)氫。目前工業(yè)制氫的成本仍然較高,并且主要依賴煤、石油、天然氣作為原料,會造成大量碳排放。借助新方法,產(chǎn)氫不再需要化石類原材料和昂貴的金屬催化劑,而是在污水廠就地取材,變廢為寶。
在這一方案中,研究人員通過高溫?zé)峤獍盐勰啾晦D(zhuǎn)化成生物炭和活性炭。利用含有鐵、鋅、銅等金屬元素的生物炭和活性炭作為沼氣制備氫氣的催化劑。在小試中,研究人員以一種富含甲烷的氣體模擬生物沼氣開展測試。分解過程在RMIT開發(fā)的專利反應(yīng)器中進(jìn)行,結(jié)果顯示,生物炭和活性炭能夠高效地將氣體分解為氫和碳。
反應(yīng)不但可以產(chǎn)生清潔能源氫氣,還會捕捉生物沼氣和污泥中的碳,將其轉(zhuǎn)化成外層包裹納米碳的高價(jià)值生物炭。下圖為實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中生成的高級碳納米材料。
這種方法有望幫助污水廠對污泥實(shí)施資源化利用,實(shí)現(xiàn)近零排放的目標(biāo),減少碳排放。接下來研究團(tuán)隊(duì)將開展進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模,探索該方法的實(shí)際應(yīng)用潛能。