來自浙江工業(yè)大學(xué)和浙江雙林環(huán)境有限公司的科學(xué)家們開發(fā)了一種神奇的凈水器，里面裝滿了廢棄塑料、絲瓜和鐵屑。該研究已發(fā)表在《 Polymers》雜志上。

1.一體化污水處理設(shè)備系統(tǒng)

綜合污水系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)、生活和工業(yè)廢水處理方面在規(guī)模和施工便利性方面具有優(yōu)勢(shì)。但是，它們可能會(huì)受到常用填充材料的限制。商業(yè)填充材料的主要挑戰(zhàn)是成本和性能。通常用于此目的的填料包括活性炭、石英砂和聚氯乙烯。

對(duì)低成本、可持續(xù)和高性能填料的需求導(dǎo)致研究重點(diǎn)增加，但目前，填料的選擇有限，一體化污水處理設(shè)備仍使用傳統(tǒng)填料。這增加了農(nóng)村地區(qū)水處理的成本和運(yùn)營需求。

2.將廢料用于一體化污水處理系統(tǒng)填料

循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念的一個(gè)核心要素是將廢料再用于商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用。如前所述，存在對(duì)用于集成一體化污水處理系統(tǒng)的低成本、可持續(xù)、高性能和環(huán)境友好的填充材料的需求。在這些系統(tǒng)中利用廢料為廢物處理行業(yè)帶來了重大機(jī)遇。

目前，許多廢料要么被送往垃圾填埋場(chǎng)，要么被焚燒，要么被傾倒在環(huán)境中，在生態(tài)破壞、排放和不可再生資源的持續(xù)使用方面存在嚴(yán)重問題。例如，塑料刨花是填充材料的潛在來源。這種廢物流是在塑料制造和加工過程中產(chǎn)生的，到目前為止，回收這些材料已被證明具有挑戰(zhàn)性。這些材料具有多種良好的化學(xué)和機(jī)械性能，并且可以廣泛使用。

在鋼鐵生產(chǎn)過程中，通常會(huì)產(chǎn)生鐵屑，研究表明它們可以有效去除磷。另一種有趣的廢料是絲瓜，它是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的。絲瓜具有纖維網(wǎng)絡(luò)，非常適合攜帶微生物，并且由于其在反應(yīng)過程中緩慢釋放碳源而節(jié)省了成本。這三種廢料的特性使其在一體化污水處理設(shè)備中作為生物填料極具吸引力。

3.研究

我國研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種一體化污水處理過濾系統(tǒng)，將這三種廢料作為生物填料用于一體化污水處理設(shè)備。作者分析了污泥形態(tài)和填料結(jié)構(gòu)，并研究了過濾器去除常見污染物的效果。

該過濾器是包含多個(gè)功能元件的模塊化系統(tǒng)。根據(jù)工藝要求，功能模塊可采用不同的填充材料。模塊通過管道連接。水生植物可用于系統(tǒng)頂部，以增強(qiáng)污水除臭和改善景觀元素。

通過安裝附加設(shè)備來控制過濾器的操作，例如出水和進(jìn)水流量、曝氣、水流方向、消毒、回流和沉淀。由于它是模塊化的，因此整套可以針對(duì)特定的現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行定制。在維護(hù)和更換填料時(shí)，過濾器框架可以很容易地拆除，無論是當(dāng)它們耗盡或需要改變工藝要求時(shí)。

過濾器設(shè)置有不同的廢料（塑料、鐵、絲瓜絡(luò)），并在91天的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了評(píng)估。系統(tǒng)中使用了八個(gè)模塊。一個(gè)模塊用于沉淀和消毒，另外七個(gè)模塊根據(jù)工藝要求包含各種填料。模塊1包括一個(gè)用于去除大顆粒的烤架。每個(gè)包含填料的模塊都包含三個(gè)填料框架，并且通過包含刷子來防止短流。

4.研究結(jié)果

對(duì)使用后的廢棄填料（塑料刨花、鐵刨花和絲瓜）的污泥形態(tài)和結(jié)構(gòu)分析表明，這些填料足以用于廢水處理。觀察到了可靠和穩(wěn)健的性能，對(duì)COD、NH4+-N和TP等常見污染物具有高去除率。這些廢物填料的可持續(xù)性和成本效益克服了傳統(tǒng)生物填料的問題。

此外，過濾器的模塊化結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)易于使用和定制，以滿足不同的工藝要求。因此，所提出的系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了一體化污水處理設(shè)備中的有效水處理，又實(shí)現(xiàn)了有價(jià)值的廢料流的再利用。該研究為工程師提供了更具成本效益的農(nóng)村綜合污水系統(tǒng)解決方案，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前的技術(shù)挑戰(zhàn)。

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