科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

美國(guó)華盛頓大學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)近日在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》特刊發(fā)表論文稱(chēng)，他們開(kāi)發(fā)的新型礦物水凝膠復(fù)合粒子，不僅能高效凈化廢水，還能將回收的養(yǎng)分“變廢為寶”，轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)肥料或生物精煉原料，減少有害藻華的發(fā)生。

這項(xiàng)技術(shù)的核心是一種嵌有納米級(jí)礦物“種子”的智能水凝膠。“種子”由磷酸鈣和鳥(niǎo)糞石制成，能像磁鐵般吸附鐵屑，去除并回收水中的氨和磷酸鹽。鳥(niǎo)糞石是一種由鎂、銨和磷酸鹽組成的礦物，會(huì)與鈣和其他陽(yáng)離子結(jié)合。氨和磷酸鹽則會(huì)附著到“種子”上，使水凝膠膨脹。

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，隨著養(yǎng)分不斷聚集，水凝膠的粒徑從6.12納米膨脹至14.8納米。而且，兩種納米復(fù)合粒子對(duì)廢水中氨和磷酸鹽的去除率分別達(dá)到60%和91%，相當(dāng)于為水體裝上了“營(yíng)養(yǎng)攔截網(wǎng)”，以抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)和相關(guān)毒素堆積。

與傳統(tǒng)方法相比，新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三大突破：養(yǎng)分高效回收而非簡(jiǎn)單清除、同步平衡了氨與磷酸鹽的去除比例、能在復(fù)雜水質(zhì)中保持穩(wěn)定性能。

水中氨和磷酸鹽過(guò)量會(huì)導(dǎo)致有害藻華。氨合成過(guò)程會(huì)消耗大量能源，且磷資源日益減少。新型礦物水凝膠復(fù)合顆粒能從廢水中收集這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并將其重新用作肥料和生物精煉的原料。

團(tuán)隊(duì)已在20升規(guī)模實(shí)驗(yàn)中取得成功，目前正推進(jìn)200升的中試測(cè)試。這種“變廢為寶”的創(chuàng)新思路，既緩解了磷資源短缺壓力，又減少了化肥生產(chǎn)中的能源消耗，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了范例。