近日，據(jù)外媒報道，普林斯頓大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，下水道可以幫助凈化大氣。為全球城市服務的下水道為捕獲二氧化碳和其他溫室氣體提供了一個主要選擇。盡管該小組警告說，在系統(tǒng)部署之前還需要進行研究和開發(fā)，但它確定了幾條利用污水作為碳匯的可行途徑，即污水處理廠可以在清潔水的同時清潔大氣。污水處理是城市生活中一個平淡無奇的現(xiàn)象，但是最新研究發(fā)現(xiàn)，污水處理可以通過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)境中心的資深專家Jason Ren教授說，“這是一個非常令人興奮的想法，因為人們總是考慮能源或交通，但水并沒有被認為是減少碳排放的主要因素。”
污水處理廠是一種大規(guī)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(shù)人從來沒有認真思考過這個系統(tǒng)，但水的體積卻是驚人的。例如，紐約市管理著14座污水處理廠，每天處理13億加侖的水(足以填滿大約2.2萬個奧林匹克水池)。
在過去的幾年里，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(xiàn)，一些技術(shù)不僅可以讓工廠平衡自身的排放(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工廠時注入污水中的。
“如果你認為它是一種資源，你可以將包括二氧化碳在內(nèi)的部分廢棄物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，”Jason Ren教授說，“你真的可以賺錢。”
一般來說，操作人員會使用管道將二氧化碳氣體輸送到工廠的污水中。然后，他們將使用各種技術(shù)將這些氣體轉(zhuǎn)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改變水的堿度，并隨著硅酸鹽的加入，將二氧化碳轉(zhuǎn)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，只是該過程依賴細菌直接捕獲二氧化碳并將其轉(zhuǎn)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)展這一過程。
微藻培養(yǎng)
微藻培養(yǎng)可作為其他過程的補充。藻類和細菌利用廢水中的二氧化碳、氮和磷來生長。然后，操作人員收獲海藻，可用作動物飼料，用于土壤處理或生物燃料生產(chǎn)。研究人員說，工作正在進行中，以確定最佳的當?shù)匚⑸锶郝?，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(zhuǎn)化為物質(zhì)，提高土壤保持水和養(yǎng)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(xiàn)在大部分的生物炭都是由干燥的植物制成的。研究人員說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解釋額外的水分含量。
Jason Ren教授說，在許多地方，污水處理廠已經(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、水泥廠和煉油廠。
他說，使用下水道系統(tǒng)捕捉碳，可以為這些公司提供碳信用的經(jīng)濟回報。他還說，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(tǒng)的工業(yè)所使用，例如石油和天然氣生產(chǎn)商、釀酒廠和釀酒廠。
在分析這種操作可能帶來的環(huán)境和經(jīng)濟利益時，他們發(fā)現(xiàn)，數(shù)百萬噸二氧化碳可以被捕獲和利用，而美國和中國這兩個世界上最大的二氧化碳排放國可以創(chuàng)造數(shù)十億美元的收入。
研究人員警告說，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，要充分利用這項技術(shù)，不僅需要科學家的工作，而且還需要監(jiān)管機構(gòu)、投資者和工業(yè)界的工作。
愛荷華州大學工程學教授Jerald Schnoor說:“污水處理是城市系統(tǒng)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)存在試點規(guī)模，以實現(xiàn)零碳，但事實證明，這些技術(shù)目前并不具有可擴展性或成本效益。但是隨著中國現(xiàn)在開始實施”綠色基礎設施“倡議，這應該是一個高度優(yōu)先事項。
