近日，據外媒報道，普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現，下水道可以幫助凈化大氣。為全球城市服務(wù)的下水道為捕獲二氧化碳和其他溫室氣體提供了一個(gè)主要選擇。盡管該小組警告說(shuō)，在系統部署之前還需要進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，但它確定了幾條利用污水作為碳匯的可行途徑，即污水處理廠(chǎng)可以在清潔水的同時(shí)清潔大氣。污水處理是城市生活中一個(gè)平淡無(wú)奇的現象，但是最新研究發(fā)現，污水處理可以通過(guò)沖洗大氣中的溫室氣體，為應對氣候變化提供一種成本效益高的方法。
“水工業(yè)在解決大氣問(wèn)題上可以發(fā)揮很大的作用。”環(huán)境工程和能源與環(huán)境中心的資深專(zhuān)家Jason Ren教授說(shuō)，“這是一個(gè)非常令人興奮的想法，因為人們總是考慮能源或交通，但水并沒(méi)有被認為是減少碳排放的主要因素。”
污水處理廠(chǎng)是一種大規模的工業(yè)操作，在廢水返回到環(huán)境之前使用各種技術(shù)去除污染物。雖然大多數人從來(lái)沒(méi)有認真思考過(guò)這個(gè)系統，但水的體積卻是驚人的。例如，紐約市管理著(zhù)14座污水處理廠(chǎng)，每天處理13億加侖的水(足以填滿(mǎn)大約2.2萬(wàn)個(gè)奧林匹克水池)。
在過(guò)去的幾年里，研究人員提出了利用廢水捕獲足夠的碳的方法，以抵消用于運行下水道的重型設備所產(chǎn)生的碳。他們發(fā)現，一些技術(shù)不僅可以讓工廠(chǎng)平衡自身的排放(清潔水需要大量的能源消耗)，而且還可以吸收額外的碳，這些碳是操作員在污水通過(guò)工廠(chǎng)時(shí)注入污水中的。
“如果你認為它是一種資源，你可以將包括二氧化碳在內的部分廢棄物轉化為產(chǎn)品，”Jason Ren教授說(shuō)，“你真的可以賺錢(qián)。”
一般來(lái)說(shuō)，操作人員會(huì )使用管道將二氧化碳氣體輸送到工廠(chǎng)的污水中。然后，他們將使用各種技術(shù)將這些氣體轉化為碳酸鹽礦物、生物燃料或一種叫做生物炭的污泥基肥料。
研究人員回顧了一系列技術(shù)，包括：
微生物電解碳捕獲
這種技術(shù)利用細菌和低電荷的組合來(lái)改變水的堿度，并隨著(zhù)硅酸鹽的加入，將二氧化碳轉化為固體碳酸鹽和雙碳酸鹽。除了可供工業(yè)使用的固體外，該工藝還可產(chǎn)生大量的氫氣。研究人員指出，這項技術(shù)目前正在實(shí)驗室中使用，需要還要做更多的工作以證明它是否可以應用到工業(yè)中。
微生物電合成
微生物電合成技術(shù)與微生物電解技術(shù)相似，只是該過(guò)程依賴(lài)細菌直接捕獲二氧化碳并將其轉化為其他有機化合物，如乙醇或甲酸。研究人員指出，這項技術(shù)是有希望的，但需要重大突破才能充分發(fā)展這一過(guò)程。
微藻培養
微藻培養可作為其他過(guò)程的補充。藻類(lèi)和細菌利用廢水中的二氧化碳、氮和磷來(lái)生長(cháng)。然后，操作人員收獲海藻，可用作動(dòng)物飼料，用于土壤處理或生物燃料生產(chǎn)。研究人員說(shuō)，工作正在進(jìn)行中，以確定最佳的當地微生物群落，小型和密集的生物反應器，以及有效的技術(shù)，以分離固體和液體。
生物炭生產(chǎn)
這種方法將廢水污泥和微藻轉化為物質(zhì)，提高土壤保持水和養分的能力。這種去除病原體的技術(shù)在能量方面通常是自給自足的，盡管現在大部分的生物炭都是由干燥的植物制成的。研究人員說(shuō)用廢水污泥制造生物炭可能需要更多的能量或額外的步驟來(lái)解釋額外的水分含量。
Jason Ren教授說(shuō)，在許多地方，污水處理廠(chǎng)已經(jīng)設在工業(yè)設施附近，這些設施排放大量二氧化碳，如發(fā)電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)和煉油廠(chǎng)。
他說(shuō)，使用下水道系統捕捉碳，可以為這些公司提供碳信用的經(jīng)濟回報。他還說(shuō)，這項技術(shù)可以被那些已經(jīng)在運行自己的廢水處理系統的工業(yè)所使用，例如石油和天然氣生產(chǎn)商、釀酒廠(chǎng)和釀酒廠(chǎng)。
在分析這種操作可能帶來(lái)的環(huán)境和經(jīng)濟利益時(shí)，他們發(fā)現，數百萬(wàn)噸二氧化碳可以被捕獲和利用，而美國和中國這兩個(gè)世界上最大的二氧化碳排放國可以創(chuàng )造數十億美元的收入。
研究人員警告說(shuō)，雖然許多技術(shù)是有希望的，“這一概念仍處于初級階段。”他們說(shuō)，要充分利用這項技術(shù)，不僅需要科學(xué)家的工作，而且還需要監管機構、投資者和工業(yè)界的工作。
愛(ài)荷華州大學(xué)工程學(xué)教授Jerald Schnoor說(shuō):“污水處理是城市系統中最大的能源使用者和溫室氣體排放者之一。”
他認為，技術(shù)存在試點(diǎn)規模，以實(shí)現零碳，但事實(shí)證明，這些技術(shù)目前并不具有可擴展性或成本效益。但是隨著(zhù)中國現在開(kāi)始實(shí)施”綠色基礎設施“倡議，這應該是一個(gè)高度優(yōu)先事項。
