铁屑、丝瓜和废弃塑料如何用于处理废水?

来自浙江工业大学和浙江双林环境有限公司的科学家们开发了一种神奇的净水器,里面装满了废弃塑料、丝瓜和铁屑。该研究已发表在《 Polymers》杂志上。

铁屑、丝瓜和废弃塑料如何用于处理废水?

1.一体化污水处理设备系统

综合污水系统在农村地区的农业、生活和工业废水处理方面在规模和施工便利性方面具有优势。但是,它们可能会受到常用填充材料的限制。商业填充材料的主要挑战是成本和性能。通常用于此目的的填料包括活性炭、石英砂和聚氯乙烯。

对低成本、可持续和高性能填料的需求导致研究重点增加,但目前,填料的选择有限,一体化污水处理设备仍使用传统填料。这增加了农村地区水处理的成本和运营需求。

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2.将废料用于一体化污水处理系统填料

循环经济概念的一个核心要素是将废料再用于商业和工业应用。如前所述,存在对用于集成一体化污水处理系统的低成本、可持续、高性能和环境友好的填充材料的需求。在这些系统中利用废料为废物处理行业带来了重大机遇。

目前,许多废料要么被送往垃圾填埋场,要么被焚烧,要么被倾倒在环境中,在生态破坏、排放和不可再生资源的持续使用方面存在严重问题。例如,塑料刨花是填充材料的潜在来源。这种废物流是在塑料制造和加工过程中产生的,到目前为止,回收这些材料已被证明具有挑战性。这些材料具有多种良好的化学和机械性能,并且可以广泛使用。

在钢铁生产过程中,通常会产生铁屑,研究表明它们可以有效去除磷。另一种有趣的废料是丝瓜,它是由农业生产的。丝瓜具有纤维网络,非常适合携带微生物,并且由于其在反应过程中缓慢释放碳源而节省了成本。这三种废料的特性使其在一体化污水处理设备中作为生物填料极具吸引力。

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3.研究

我国研究团队开发了一种一体化污水处理过滤系统,将这三种废料作为生物填料用于一体化污水处理设备。作者分析了污泥形态和填料结构,并研究了过滤器去除常见污染物的效果。

该过滤器是包含多个功能元件的模块化系统。根据工艺要求,功能模块可采用不同的填充材料。模块通过管道连接。水生植物可用于系统顶部,以增强污水除臭和改善景观元素。

通过安装附加设备来控制过滤器的操作,例如出水和进水流量、曝气、水流方向、消毒、回流和沉淀。由于它是模块化的,因此整套可以针对特定的现场条件进行定制。在维护和更换填料时,过滤器框架可以很容易地拆除,无论是当它们耗尽或需要改变工艺要求时。

过滤器设置有不同的废料(塑料、铁、丝瓜络),并在91天的时间内进行了评估。系统中使用了八个模块。一个模块用于沉淀和消毒,另外七个模块根据工艺要求包含各种填料。模块1包括一个用于去除大颗粒的烤架。每个包含填料的模块都包含三个填料框架,并且通过包含刷子来防止短流。

4.研究结果

对使用后的废弃填料(塑料刨花、铁刨花和丝瓜)的污泥形态和结构分析表明,这些填料足以用于废水处理。观察到了可靠和稳健的性能,对COD、NH4+-N和TP等常见污染物具有高去除率。这些废物填料的可持续性和成本效益克服了传统生物填料的问题。

此外,过滤器的模块化结构使系统易于使用和定制,以满足不同的工艺要求。因此,所提出的系统既实现了一体化污水处理设备中的有效水处理,又实现了有价值的废料流的再利用。该研究为工程师提供了更具成本效益的农村综合污水系统解决方案,以应对当前的技术挑战。

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