Вода является важнейшим компонентом не только окружающей нас среды, но и человеческого организма, однако сегодня мы живем в мире, где более 785 миллионов человек не имеют доступа даже к элементарным системам водоснабжения. Ожидается, что эта проблема усугубится в результате антропогенного изменения климата, поскольку нарушение погодных условий может привести к перебоям в водоснабжении и загрязнению воды.
Очистка сточных вод имеет ключевое значение, как для снижения загрязнения окружающей среды, так и для обеспечения населения безопасной питьевой водой. Однако существующие процессы очистки сточных вод эффективно производят сульфиды - группу вредных химических веществ, которые опасны для людей и экосистем. Stanford Woods Institute for the Environment
Очистить сточные воды до качества питьевой воды можно с помощью высокоэффективных методов. В настоящее время группа исследователей из Стэнфордского университета обнаружила возможность оптимизации электрических процессов для переработки серных отходов за счет использования возобновляемых источников энергии. Эта технология может открыть широкие возможности для производства питьевой воды с использованием экономичных возобновляемых источников энергии.
На протяжении многих лет ученые изучали новые подходы к очистке сточных вод и их вторичному использованию. Один из таких методов, называемый анаэробной фильтрацией, лидирует в этой области, так как он требует мало энергии для очистки большого количества сточных вод. Однако у анаэробной фильтрации есть серьезный недостаток - в процессе очистке образуются опасные побочные продукты, так называемые сульфиды, которые чрезвычайно опасны для нашего здоровья и окружающей среды.
Специалисты Стэнфордского университета смогли решить эту проблему. Согласно исследованию, опубликованному в журнале ES&T Engineering, ученые придумали метод преобразования ядовитых сульфидов из сточных вод в безвредные молекулы, которые могут стать очень важными ресурсами для сельского хозяйства и аккумуляторных технологий.
Исследователи из Стэнфорда превращают сточные воды в ценный ресурс с помощью инновационного процесса очистки. Stanford Woods Institute for the Environment
Как они это сделали?
Вместо того чтобы использовать химические вещества для разделения производных серы на безвредные соединения, (что часто приводит к коррозии труб очистительных систем), исследователи применили технологию "электрохимического окисления серы". Этот процесс потребляет минимальное количество энергии и позволяет точно контролировать конечные соединения серы, что полностью исключает опасность использования химикатов при анаэробной фильтрации.
"Процесс, над которым я работаю, заключается в электрохимическом преобразовании сульфидов из сточных вод в нечто более ценное, например, в серную кислоту. Она может быть использована во многих технологических процессах, а также для изготовления удобрений", - пояснил Сяохань Шао, аспирант кафедры гражданского и экологического строительства Стэнфордского университета и ведущий автор исследования, в видеоролике о результатах проекта.
По утверждению исследователей, эта технология потребляет столь незначительное количество энергии, что ее можно было бы полностью питать от возобновляемых источников и использовать в канализационных системах крупных городов.
В конечном итоге этот метод, интегрированный в другие передовые технологии очистки сточных вод, позволит не только получать дешевую питьевую воду, но и проложить путь к добыче ценных элементов, которые в будущем смогут питать смартфоны и даже самолеты.
Источники:
https://www.cdc.gov/healthywater/global/wash_statistics.html
https://news.stanford.edu/2022/03/02/sewer-treasure/
