Mikrobølgebehandling er en billig måde at rense tungmetaller fra renset spildevand

Et hold af Florida State University-forskere, der studerede nye metoder til at fjerne giftige tungmetaller fra biosolider - det faste affald, der er tilbage efter spildevandsbehandling - fandt ud af, at nøglen er en kort tur gennem en mikrobølgeovn.

Metoden fjernede tre gange mængden af ​​bly fra biosolider sammenlignet med konventionelle metoder og kunne reducere de samlede omkostninger ved forarbejdning med mere end 60 procent, gør det til en mulig ingeniørløsning for at hjælpe med at producere gødning og give flere mennesker mulighed for at leve med ren jord og vand. Forskningen er publiceret i Journal of Cleaner Production .

"Biosolider er en værdifuld ressource, men tungmetaller forhindrer deres brug, " sagde Gang Chen, professor i Civil &Environmental Engineering ved FAMU-FSU College of Engineering.

Efterhånden som den menneskelige befolkning på planeten vokser, og flere mennesker flytter til byer, rensningsanlæg rundt om i verden producerer flere biosolider. Disse biprodukter bliver ofte bortskaffet på lossepladser eller forbrændingsanlæg, men der er ulemper ved disse løsninger, høje omkostninger eller sekundær forurening fra selve behandlingsprocessen.

En anden mulighed er at kompostere de biosolider, bruge dem som en ingrediens i gødning, der finder et andet liv i landbruget. I USA, omkring halvdelen af ​​alle biosolider genanvendes.

Før bortskaffelse eller genbrug kan ske, de skal gøres sikre at bruge. En hindring er tilstedeværelsen af ​​tungmetaller, så opkaldt efter deres høje atomvægt. Fordi disse potentielle toksiner kan udvaskes til miljøet fra biosolider, det er vigtigt at udtrække dem. Imidlertid, at udvinding kan være dyrt.

Chen og hans team henvendte sig til deres viden om energi for at udvikle en mere effektiv proces.

Undersøgelsen startede ud fra teori. De beregnede mængden af ​​energi, der skulle til for at bryde de bindinger, der knyttede tungmetallerne til resten af ​​biosolstoffet, men som ikke ville ødelægge biosolstoffet i sig selv. Et sted på det elektromagnetiske spektrum, Chens gruppe fandt strålingen med den rigtige mængde energi.

Mikrobølgestråling så ud til at være helt rigtig. Efter behandling i mikroovn, forskere var i stand til at fjerne tungmetallerne fra biosolider med en lavere dosering af behandlingskemikalier end traditionel udvinding kræver.

Det er en teknik, der kan skaleres op til faciliteter, der servicerer en by eller en region for at give dem en billigere måde at gøre biosolider sikre på, sagde Chen.

Det er vigtigt arbejde, fordi hvis tungmetaller forbliver i biosolider, der påføres jorden, disse metaller kan absorberes af planter, som bliver en del af fødekæden for dyr eller mennesker. Når de ophobes i kroppen, de kan forårsage intellektuelle handicap hos børn, demens hos voksne, forstyrrelser i centralnervesystemet og skader på organer.

"Vi vil bryde løkken, " sagde Chen.

Tidligere doktorand Simeng Li, en nuværende assisterende professor i Institut for Civilingeniør ved California State Polytechnic University, Pomona, Runwei Li, en ph.d.-kandidat i FAMU-FSU College of Engineering, og Youneng Tang, en assisterende professor i Civil &Environmental Engineering i FAMU-FSU College of Engineering, bidraget til denne undersøgelse. Denne forskning blev støttet af Hinkley Center for Solid and Hazardous Waste Management.