電子レンジ用の下水廃棄物は、作物の肥料として使用するのを安全にする

電子レンジ用の下水廃棄物は、作物の肥料として使用するのを安全にする 現代の都市廃水処理プラントでの水の浄化には、汚染された水から望ましくない化学物質、浮遊固形物、およびガスを除去することが含まれます。 arhendrix / Shutterstock.com

私のチームは、あなたを驚かせる電子レンジの別の使用法を発見しました。

下水処理場からのバイオソリッド(主に死んだバクテリア)は通常、埋め立て地に捨てられます。 しかし、それらは栄養素が豊富であり、潜在的に肥料として使用することができます。 しかし、農民は、農地で使用する通常の肥料をこれらのバイオソリッドに置き換えることはできません。 その理由は、彼らがしばしば産業からのヒ素、鉛、水銀、カドミウムのような有毒な重金属で汚染されているからです。 しかし、それらを埋め立て地に捨てることは、貴重な資源を浪費しています。 それで、解決策は何ですか?

私は環境エンジニアです 排水処理の専門家。 私の同僚と私は、これらのバイオソリッドを処理し、重金属を除去して肥料として安全に使用できるようにする方法を見つけました。

処理施設が廃水を浄化する方法

廃水には、たんぱく質、炭水化物、脂肪、油、尿素などの有機廃棄物が含まれています。これらは、台所の流し台やトイレで洗い流す食品や人間の排泄物に由来します。 処理プラント内では、バクテリアがこれらの有機物を分解し、水を浄化してから河川、湖、または海に排出します。

バクテリアは何の役にも立ちません。 彼らは、人間の排泄物を食べながら増殖することにより、このプロセスの恩恵を受けます。 廃棄物から水が除去されると、バイオソリッドと呼ばれる細菌の固い塊が残ります。

これは、廃水処理プラントが、住宅廃水だけでなく、ヒ素、鉛、水銀、カドミウムなどの有毒金属で汚染された浸出液と呼ばれる埋立地の固形廃棄物から浸出する液体を含む産業廃水も受け入れるという事実によって複雑になります。 廃水処理プロセス中に、重金属は細菌に引き付けられ、細菌の表面に蓄積します。

この段階で農民がバイオソリッドを適用すると、これらの金属はバイオソリッドから分離し、人間の消費のために作物を汚染します。 しかし、重金属とバイオソリッド間の化学結合は非常に強いため、重金属の除去は簡単ではありません。

電子レンジ用の下水廃棄物は、作物の肥料として使用するのを安全にする Gang Chenはバイオソリッドをマイクロ波処理し、有毒金属から有機物質を分離します。 Gang Chen / FAMU-FSU工学部, のCC BY-SA

電子レンジ廃棄物は重金属を放出します

従来、これらの金属は酸を含む化学的方法を使用してバイオソリッドから除去されますが、これは費用がかかり、より危険な廃棄物を生成します。 これは、一部の農業分野で小規模に実践されています。

付着したバクテリアから重金属を放出するために必要なエネルギーを慎重に計算した後、結合を破壊するのに十分であるがバイオソリッドの栄養素を破壊するのに十分ではないすべてのエネルギー源を探しました。 そのとき、私は自宅の台所の電子レンジに偶然気づき、電子レンジが解決策かどうか疑問に思い始めました。

私のチームと私は、バイオソリッドを電子レンジにかけると重金属と細菌細胞の結合が破壊されるかどうかをテストしました。 効率的で環境に優しいことがわかりました。 仕事は Journal of Cleaner Productionに掲載。 この概念は、電磁波を使用してマイクロ波を生成することにより、工業規模に適合させることができます。

これは多くの人々にとって有益なソリューションです。 たとえば、廃水処理プラントの管理者は、埋立地に投棄される材料の処分料金を支払う代わりに、バイオソリッドを販売することで潜在的に収入を得ることができます。

電子レンジ用の下水廃棄物は、作物の肥料として使用するのを安全にする 廃棄物処理施設からの収集後のバイオソリッド。 Gang Chen / FAMU-FSU工学部, のCC BY-SA

バイオソリッドが埋立地に堆積すると、重金属が埋立地浸出液に染み出し、それが廃水処理プラントで処理されるため、環境にとってより良い戦略です。 したがって、重金属は、廃水処理施設と埋め立て地の間を無限ループで移動します。 この研究は、バイオソリッドから重金属を分離して回収することにより、このサイクルを断ち切ります。 農家は、化学合成物に代わる安価な有機肥料の恩恵も受け、貴重な資源を節約し、生態系を保護します。

これが最後か? 未だに。 これまでのところ、重金属の50%しか除去できませんが、実験デザインを改善してこれを80%にシフトしたいと考えています。 私のチームは現在、新しい戦略が大規模に機能するかどうかを調査するために、小規模の実験室と野外実験を行っています。

私は皆と共有したい一つの教訓:観察してください。 どんな問題についても、解決策は、あなたの家の周り、あなたのオフィス、あなたが使用している電化製品の中にさえあるかもしれません。

著者について

ギャング・チェン、土木環境工学教授、 FAMU-FSU工学部

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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