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世界名画的颜料来自污水厂?荷兰博士想做污水资源回收的“万磁王”_聚合硫酸铁生产厂家

发布时间:2018-05-31 19:51:02    

第三眼 Vol. 64污泥是世界上产量最大的废物之一,但它其实不必

承受“污”的罪名。

目前人们对污泥的处置大多仍是填埋,在此其中蕴含着大量的价值连城的磷资源。

如今荷兰科学家发现一种新的方法说能从恶臭的污泥中提取这种肥料成分的方法。

用磁铁吸出污泥中的磷肥? 磷酸盐是所有生命体的重要营养物,也是肥料的主要成分。

磷酸盐岩是主要的磷酸盐来源,却是不可再生的有限资源。

“然而我们并没有对这种资源加以重视和回用,这是一件很奇怪的事,”Philipp Wilfert博士说。

Wilfert博士刚在4月初完成了他的博士答辩,他和及他的同事在荷兰TU Delft代尔夫特理工大学研发了一项新技术,该技术用磁铁从污泥中去除磷酸盐。

代尔夫特的科学家说:“我们消耗的大部分磷酸盐最后都进到污水处理厂了。

” 他部分的研究是在荷兰北部的Leeuwarden的Wetsus水研究所完成的。

“污水厂一般都有除磷工艺,避免含磷污水排入天然水体破坏环境。

”大多数污水厂用铁盐去除水中的磷酸盐。

铁与可溶性磷酸盐结合转化为不可溶的磷酸铁沉淀物,最终进入污泥。

“这项技术已有50多年的历史。

然而在这么长的时间里,我们都没真正对磷酸铁沉淀物的形成种类作过调查。

”Wilfert博士通过X射线衍射,穆斯堡尔谱(Mössbauer spectroscopy)和电子显微镜的观察发现,原来污泥中的大部分磷酸盐都结合在一种磷酸铁矿物里,这种物质叫蓝铁矿(vivianite)。

著名画家维米尔就是磷酸铁沉淀的忠实粉丝蓝铁矿(Vivianite),顾名思义,是种蓝色矿物,化学式为Fe3(PO4)2·(H2O)8。

1817年,A.G.Werner为了纪念在英国Cornwall地区最早发现蓝铁矿的英国矿物学家John Vivian,而以此为名。

它出名的另一个原因是它常被艺术家所用,比如荷兰大师级画家Johannes Vermeer就是这种颜料的热衷粉丝。

除了藏在污泥里,这种矿物也存在于泥炭等其他地方。

戴珍珠耳环的少女 Girl with a Pearl Earring |图源 :Royal Picture Gallery Mauritshuis美国原住民画家也使用这种颜料。

Wilfert还找来了美国艺术家Heidi Gustafson 和 Melonie Ancheta画的一幅画作为自己博士论文的封面。

这是一幅人的抽象图画,但它的玄机不仅如此——“它使用的颜料来自荷兰Venlo污水厂结垢出来的蓝铁矿,”代尔夫特的研究员说。

话说欧洲的博士生对自己博士论文的封面向来都非常重视,但像Wilfert博士这样请来专业艺术家来设计也是够拼的了。

Philipp Wilfert的博士论文的封面除了颜色讨人喜爱之外,铁磁性是这种铁矿的另一个优点。

这意味着我们可以利用采矿业已经很成熟的设备通过磁铁将它从污泥中得到回收。

“运用一个小型装置,我们实现了60%的回收率。

我认为这个比率在中试阶段会得到进一步提升。

”蓝铁矿一旦得到分离,可以用钾碱液将其溶解,然后生成液态的磷酸钾肥料。

在这个溶解过程中同时也生成了可用于铁盐生产的氧化铁。

另外这些盐可以在污水处理厂的除磷工艺中得到回用。

Philipp Wilfert的博士论文里提出的污水除磷新理念他们已经对该项工艺注册了专利,并将在未来两年内作为欧盟资助的项目由Wetsus进行中试试验。

对外的项目宣传名称设为ViviMag。

关于VIVIMAGPhilipp Wilfert的博士研究题目是“从含磷酸铁的污水污泥中回收磷酸盐”,其导师包括大名鼎鼎的Mark van Loosdrecht教授、Geert-Jan Witkamp教授(环境生物技术组)、Peter Rem教授(资源与回收组)以及Wetsus的Leon Korving。

值得一提的是,Wilfert博士原来是个海洋生物学家,据他介绍,他是在Mark的介绍下进入到了污水处理这个坑的。

另外这个项目中也有一位来自浙江大学叫WANG Ru的女博士的参与,她是Wilfert博士在Wetsus的联合研究员。

在上面提到,他与Wetsus的合作项目叫ViviMag。

顾名思义,ViviMag是对磷酸铁的磁性分离工艺的规模化研究项目。

此工艺应用于厌氧消化后的污水污泥。

厌氧消化首先降低了污泥体积,而且能通过沼气的形式回收能量。

在厌氧消化过程中,Fe(III)被还原成Fe(II),这导致蓝宝石的生成。

分离作用依赖于蓝铁矿的顺磁特性(paramagnetic)(下图左)。

在该项目的第一阶段,他们将使用SLon磁力分离器机(下图中和图右)对从厌氧消化后的污泥分离出蓝铁矿的效果进行研究。

VIVIMAG项目的相关图片话说Wilfert博士应该是足球迷,荷兰已故足球名宿克鲁伊夫曾经说过:“踢球很简单,但踢简单足球是世界上最难的事。

”。

Wilfert博士在他的博士论文开场白里参考了克鲁伊夫前辈的话,他说:“科学很简单,但简单的科学是世界上最难的事(Wetenschap is heel simpel, maar het moeilijkste wat er is is simpel wetenschap bedrijven)。

"看来Wilfert博士在战略思想上已经和现代足球教父克鲁伊夫平起平坐了,小编期待不久的将来,Wilfert博士的除磷技术也想在世界各地的污水厂开花结果。

注:想查阅Wilfert博士的毕业论文的朋友可以拷贝粘贴参考资料第三条的链接到浏览器下载。

另外今年WEF在北卡罗来纳州的Raleigh举行的营养物去除和回收大会也会有Wilfert博士的发言,出席这次大会的同行有空有兴趣也可以去眼见为实。

参考资料1.https:///about/5.https:///zh【版权声明】转载请注明出处微信公众号若想转载,请留言或通过微信、电话或邮件联系我们