哥伦比亚大学工程和应用科学学院 尿液中含有人体排泄的大部分氮，可以通过干燥的小便池和尿液分流厕所从源头进行隔离
通过等温分子蒸馏，水解尿液中的挥发性氨被驱过疏水性微孔膜，在此作为酸性收集器流中的氨肥料产品回收
剩余的尿液可以被排放到下水道
信用:恩加殷业和昌熙博/哥伦比亚工程 氨是肥料的关键成分，对支持植物生长和最终为世界各地的人口提供食物至关重要
它也是一种主要污染物，在食物链中使用后，会进入城市废水处理厂，在那里通常无法充分去除
然后，它被释放到环境中，污染水生环境，破坏生态系统，引发破坏性的藻华、死区和鱼类死亡
氨捕获现在是21世纪的一个关键挑战，尤其是当城市人口预计将急剧增加，预计城市人口将增长2
到2050年有50亿人
与此同时，为2
目前全球有30亿人得不到服务，这将需要安装新的厕所、废水处理设施和卫生基础设施，给环境带来更大压力
迄今为止，大部分氨捕获是通过一种极其耗能的技术——哈伯-博世工艺完成的，这种工艺被全球工业用来生产化肥，占全球年能耗的1-2%
由地球与环境工程助理教授倪应业领导的一个哥伦比亚工程团队今天报告说，他们通过一种新方法回收了氨，这种方法使用的能量非常低，大约是哈伯-博世工艺所用能量的五分之一
此外，由于该技术在闭环中回收氨，氨可以被回收用于肥料、家庭清洁剂和其他工业产品中
该发现今天由美国化学学会可持续化学与工程发表
氮是生命必需的营养物质，对氮的管理已被美国国家工程学院视为21世纪的重大挑战之一
专注于推进能源和水的可持续生产的叶氏集团，希望发明一种更好、更生态的方法来生产氮，其中氨是一种生物可利用的形式
线性(红色箭头)和圆形(蓝色箭头)氮经济
在线性氮经济中，氮通过能量密集型的哈伯-博施过程从大气中被固定下来，用作食品生产的肥料，然后作为废物释放
在废水处理过程中，氮往往不能被充分去除，导致氮负载到地表和沿海水域，引发有害藻类大量繁殖和死区
一个更具前瞻性的方法是从废物流中捕获氮，并将氮重新引入食物链，以绕过对能量密集型固氮的需求，同时防止下游水生环境的污染
信贷:倪银业和陈曦/哥伦比亚工程公司 “很明显，我们需要向循环经济模式转变，在循环经济模式中，氮被回收和再循环，而不是目前不可持续的线性方法，即昂贵的生产、利用，然后将污染物排放到环境中，”叶说
叶的团队在膜蒸馏方面有专长，膜蒸馏是一种推动挥发性物质(在这种情况下是氨)从进料流渗透到收集器流，而非挥发性物质保留在进料流中的技术
挥发性物质被取决于温度和浓度的蒸汽压差驱动穿过膜
研究人员开发了一种技术，他们称之为“带酸性收集器的等温膜蒸馏”，或IMD-交流，该技术使用低温热量，并将其应用于从富含氨的尿液废液中选择性地分离和捕获氨(为该项目模拟)
“因为我们的过程是由低至20-60摄氏度的中等温度驱动的，能量可以由廉价甚至免费的废热提供，例如冷却塔水、洗澡水或太阳能集热器，”叶说
该团队接下来的步骤包括探索从尿液中可持续且廉价地回收磷的方法，磷是肥料的另一个关键成分
“现在，我们已经展示了从尿液中可持续回收氮，”叶补充道，“我们认为，不断增长的人口和卫生趋势为引入分散式尿液分流设施进行营养回收提供了理想的机会，而无需对现有系统进行昂贵的改造或检修，从而将废水管理转变为更可持续和高效的模式
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
