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从污水污泥灰中回收磷解决磷矿供应减少问题

来源:生活2024-04-27 10:06:30
导读 可以从污水污泥灰烬中回收有价值的磷,这些灰烬是污泥燃烧发电后残留的。该方法是由北海道大学能源与材料高级研究中心的化学工程师望月佑纪...

可以从污水污泥灰烬中回收有价值的磷,这些灰烬是污泥燃烧发电后残留的。该方法是由北海道大学能源与材料高级研究中心的化学工程师望月佑纪(YuukiMochizuki)和坪内直人(NaotoTsubouchi)开发的。他们的工作发表在《资源、保护和回收》杂志上。

含磷化合物被广泛生产用于肥料、药品和许多日常消费品等应用。目前,磷的供应主要是从磷矿石中提取。然而,近年来,高品位磷矿石的枯竭和价格上涨已成为一个问题,给依赖这些供应的行业带来压力。

“开发新的磷资源来替代快速消耗的储量,并建立从废物流中回收磷的方法,变得越来越重要,”Tsbouchi说。

污水污泥数量丰富,目前被大量焚烧用于发电并减少其体积。剩余的灰烬中磷含量相对丰富,因此人们越来越努力地寻找有效的磷回收方法。

然而,现有方法遇到几个重大问题,包括需要进一步纯化的化学污染和复杂昂贵的化学处理。

北海道研究人员此前曾研究过通过对污水污泥进行热处理来回收磷和其他元素(包括钙、镁和铁)的方法。

先前的这些研究表明,挥发过程中不同的元素被选择性地转化为气态形式,从而使它们与处理后的灰分的其余部分分离,这可能是以热稳定化合物的形式回收磷的一种有前途的方法。

因此,他们探索了污水污泥灰中不同元素在不同化学条件下的挥发行为,特别是在涉及氯的污泥处理过程中添加和不添加碳的情况下。这使得他们能够开发出一种有效的方法,使用有碳存在和无碳存在的氯化步骤组合来分离有用的含磷化合物。

Mochizuki说:“与从磷矿中回收磷的传统技术相比,我们开发的方法可以以更低的能源需求、更低的CO2排放量和更低的成本来实施。在我们的方法中,磷以有价值的氯化磷形式回收,这也可以通过溶解在水中转化为磷酸。”

“在日本,钢渣、牲畜粪便、污水污泥等二次磷资源中所含的磷总量相当于输入该国磷总量的一半左右。我们下一步是研究我们的技术是否可以实现这一目标。”可以用来减少对磷进口的需求,”Tsbouchi总结道。

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