從工業和農業廢物中回收氮氣和磷引起了人們的注意,因為需要實現一個以閉環經濟為基礎的社會可持續發展的概念。這些元素是生物的,對植物的生長至關重要。磷的儲量是有限的,而產生氮的過程是耗電的。次級原料的潛在來源包括化肥工業、製藥業、半導體生產、農業等許多工業的水廢料。氮和磷的循環不僅減少了不可再生礦產資源的消耗,還削弱了自然水資源的飽和,而生物成分的飽和過多會導致水資源流失和飲用水減少。為了解決這個問題,科學家們開發了一種新方法,提高了從廢物中提取氨、一種氮氣和一種磷的效率。
彼爾姆理工學院科學家技術獲得的斯特魯維特
傳統的方法不允許出現這樣的結果。此外,科學家的技術將允許在strovite、磷酸鹽礦物的基礎上進行長期的國內化肥,並促進進口替代。這項研究發表在《應用化學雜誌》上。
經二疊紀理工學院科學家修改的技術實施簡單,工藝速度快,可以同時從廢水中提取銨和磷酸鹽,而無需使用多餘的試劑。
彼爾姆理工學院科學家技術獲得的斯特魯維特
「由於傳統徑流以銨為主,磷酸鹽含量較低,因此還需要將剩餘的磷酸鹽和全部鎂引入徑流中。我們建議將擬用作製備Struvit試劑的鎂鹽和磷酸鹽的混合物改性為活性非晶中間體的液態形式。這使得從銨和磷酸鹽中徹底清除水廢物成為可能,」PNIPU化學和生物技術系副教授Irina Permyakova說。
經過一系列實驗,科學家們能夠用更容易獲得的鎂和磷原料來源取代反應合格的試劑,這將有助於在未來降低以struvit為基礎的肥料的成本。
通過使用活性中間體二疊紀,科學家們能夠將水溶液中銨和磷酸鹽的回收率提高到98-99%。研究結果將對含有磷酸銨雜質的水性廢物的企業有用。從這些廢物中,企業將能夠製造出斯特魯維特並將其作為礦物肥料出售。這項工作是在俄羅斯基礎研究基金會的財政支持下,在「優先-2030」學術戰略領導計劃的框架內完成的。