Mijn team heeft een ander gebruik voor magnetronovens ontdekt dat u zal verrassen.

Biosolids - voornamelijk dode bacteriën - van rioolwaterzuiveringsinstallaties worden meestal op stortplaatsen gedumpt. Echter, ze zijn rijk aan voedingsstoffen en kunnen mogelijk als meststof worden gebruikt. Maar boeren kunnen niet zomaar de normale meststoffen die ze op landbouwgrond gebruiken vervangen door deze biosolids. De reden is dat ze vaak verontreinigd zijn met giftige zware metalen zoals arseen, leiding, kwik en cadmium uit de industrie. Maar ze op de stortplaatsen dumpen is een verspilling van kostbare hulpbronnen. Dus, Wat is de oplossing?

Ik ben milieutechnisch ingenieur en expert in afvalwaterzuivering. Mijn collega's en ik hebben bedacht hoe we deze biologische vaste stoffen kunnen behandelen en zware metalen kunnen verwijderen, zodat ze veilig als meststof kunnen worden gebruikt.

Hoe zuiveringsinstallaties afvalwater reinigen

Afvalwater bevat organisch afval zoals eiwitten, koolhydraten, vetten, oliën en ureum, die zijn afgeleid van voedsel en menselijk afval dat we doorspoelen in gootstenen en toiletten. Binnen zuiveringsinstallaties, bacteriën breken deze organische materialen af, het zuiveren van het water dat vervolgens in rivieren wordt geloosd, meren of oceanen.

De bacteriën doen het werk niet voor niets. Ze profiteren van dit proces door zich te vermenigvuldigen terwijl ze eten van menselijk afval. Zodra het water uit het afval is verwijderd, wat overblijft is een stevige klomp bacteriën die biosolids worden genoemd.

Dit wordt bemoeilijkt door het feit dat afvalwaterzuiveringsinstallaties niet alleen huishoudelijk afvalwater, maar ook industrieel afvalwater, inclusief de vloeistof die uit vast afval op stortplaatsen sijpelt - percolaat genaamd - die verontreinigd is met giftige metalen, waaronder arseen, leiding, kwik en cadmium. Tijdens het afvalwaterzuiveringsproces zware metalen worden aangetrokken door de bacteriën en hopen zich op hun oppervlak op.

Als boeren de biosolids in dit stadium toepassen, deze metalen zullen zich scheiden van de biologische vaste stoffen en het gewas besmetten voor menselijke consumptie. Maar het verwijderen van zware metalen is niet eenvoudig omdat de chemische bindingen tussen zware metalen en bio-vaste stoffen erg sterk zijn.

Uit magnetronafval komen zware metalen vrij

conventioneel, deze metalen worden verwijderd uit biologische vaste stoffen met behulp van chemische methoden waarbij zuren, maar dit is kostbaar en levert gevaarlijker afval op. Dit is op kleine schaal toegepast in sommige landbouwgebieden.

Na een zorgvuldige berekening van de energiebehoefte om de zware metalen uit de aangehechte bacteriën vrij te maken, Ik zocht rond naar alle mogelijke energiebronnen die net genoeg kunnen leveren om de bindingen te verbreken, maar niet te veel om de voedingsstoffen in de biologische vaste stoffen te vernietigen. Toen merkte ik toevallig de magnetron in mijn keuken thuis en begon ik me af te vragen of magnetron de oplossing was.

Mijn team en ik hebben getest of het in de magnetron zetten van de biologische vaste stoffen de bindingen tussen zware metalen en de bacteriële cellen zou verbreken. We ontdekten dat het efficiënt en milieuvriendelijk was. Het werk is gepubliceerd in de Journal of Cleaner Production . Dit concept kan op industriële schaal worden aangepast door elektromagnetische golven te gebruiken om de microgolven te produceren.

Dit is een oplossing die voor veel mensen voordelig zou moeten zijn. Bijvoorbeeld, beheerders van afvalwaterzuiveringsinstallaties zouden mogelijk inkomsten kunnen verdienen door de biologische vaste stoffen te verkopen in plaats van verwijderingsvergoedingen te betalen voor het materiaal dat op de stortplaatsen moet worden gestort.

Het is een betere strategie voor het milieu, want wanneer biovaste stoffen op stortplaatsen worden gestort, de zware metalen sijpelen in het percolaat van de stortplaats, die vervolgens wordt behandeld in afvalwaterzuiveringsinstallaties. Zo verplaatsen de zware metalen zich in een eindeloze lus tussen afvalwaterzuiveringsinstallaties en stortplaatsen. Dit onderzoek doorbreekt deze cirkel door de zware metalen te scheiden van biosolids en deze terug te winnen. Boeren zouden ook profiteren van goedkope organische meststoffen die de chemisch-synthetische meststoffen zouden kunnen vervangen, het behoud van waardevolle hulpbronnen en het beschermen van het ecosysteem.

Is dit het einde? Nog niet. Tot nu toe kunnen we slechts 50 procent van de zware metalen verwijderen, maar we hopen dit te verschuiven naar 80 procent met verbeterde experimentele ontwerpen. Mijn team voert momenteel kleine laboratorium- en veldexperimenten uit om te onderzoeken of onze nieuwe strategie op grote schaal zal werken. Eén les die ik met iedereen wil delen:wees oplettend. Voor elk probleem, de oplossing is misschien gewoon om je heen, in jouw huis, jouw kantoor, zelfs in de apparaten die u gebruikt.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.