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美国华盛顿大学工程师团队开发的新型矿物水凝胶复合粒子技术,不仅能高效净化废水,还能将回收的养分转化为农业肥料或生物精炼原料,减少有害藻华的发生。该技术已在20升规模实验中取得成功,正推进200升中试测试,为循环经济提供范例。

  美国华盛顿大学工程师团队近日在《环境科学与技术》特刊上发表论文,揭示了他们开发的新型矿物水凝胶复合粒子技术。这项技术不仅能高效净化废水,还能将回收的养分转化为农业肥料或生物精炼原料,实现“变废为宝”,同时减少有害藻华的发生,对环保和农业领域产生深远影响。

  该技术的核心在于一种嵌有纳米级矿物“种子”的智能水凝胶。这些“种子”由磷酸钙和鸟粪石制成,具有强大的吸附能力,能像磁铁一样吸附铁屑,并有效去除和回收水中的氨和磷酸盐。随着养分的聚集,水凝胶的粒径会显著膨胀,实现高效的养分回收。

  测试数据显示,新型矿物水凝胶复合粒子对废水中氨和磷酸盐的去除率分别高达60%和91%,为水体装上了“营养拦截网”,有效抑制藻类生长和相关毒素的堆积。这一成果为废水处理提供了新的解决方案。

  与传统方法相比,新技术实现了三大突破:高效回收养分而非简单清除、同步平衡氨与磷酸盐的去除比例、在复杂水质中保持稳定性能。这些突破使得新技术在废水处理领域具有广阔的应用前景。

  氨和磷酸盐过量是导致有害藻华的主要原因之一。同时,氨合成过程消耗大量能源,磷资源也日益减少。新型矿物水凝胶复合粒子技术能从废水中收集这些营养物质,并将其转化为肥料和生物精炼原料,既缓解了磷资源短缺的压力,又减少了化肥生产中的能源消耗。

  目前,该团队已在20升规模实验中取得成功,并正在推进200升的中试测试。这一创新思路为循环经济提供了范例,有望在未来得到广泛应用。

(文章来源:科技日报)