انتقال از یک مدل خطی "تعاملی" به یک اقتصاد دایره ای، مدیریت منابع را در سراسر صنایع تغییر می دهد.هیچ جا این تغییر مهم تر از درمان فاضلاب و بازیابی مواد مغذی است.با سیستم های طراحی مجدد برای حفظ مواد ارزشمند در استفاده، یک رویکرد دایره ای تبدیل می کند که یک بار زباله به یک منبع تجدید پذیر، کاهش آسیب زیست محیطی و ایجاد ارزش اقتصادی است.

درک اصول اقتصاد مدور

اقتصاد دایره ای یک سیستم اقتصادی است که هدف آن حذف زباله و استفاده مداوم از منابع است. برخلاف مدل خطی سنتی، آن را بر سه اصل اصلی متکی است: طراحی زباله و آلودگی، نگه داشتن محصولات و مواد در استفاده و بازسازی سیستم های طبیعی زمانی که برای آب و مدیریت مواد مغذی اعمال می شود، این اصول این فرض را به چالش می کشد که فاضلاب یک مشکل دفع است، به جای آن تبدیل به یک منبع آب تمیز، و مواد مغذی ضروری می شود.

در عمل، این به معنای تغییر امکانات درمانی از پردازنده های زباله به مراکز بازیابی منابع است. برنامه اقتصاد عمل جراحی عروقی به طور واضح شامل حلقه های آب و مواد مغذی، به رسمیت شناختن که بستن این چرخه ها برای کشاورزی پایدار و سلامت زیست محیطی ضروری است.

بهبود تغذیه در درمان های فاضلاب

فاضلاب حاوی مقادیر قابل توجهی از نیتروژن و فسفر است - مواد مغذی که، هنگامی که به آبراه ها، شکوفه های گوگرد و اُترواریاسیون ترشح می شود، با این وجود این مواد مغذی یکسان منابع متناهی هستند. سنگ فسفات، منبع اصلی کود فسفر، یک منبع غیر قابل تجدید است که با کاهش آلودگی مواجه است.

چرا نیتروژن و Phosphorus مهم است

نیتروژن و فسفر برای رشد گیاه ضروری هستند، اما استفاده بیش از حد و زیان آنها به محیط زیست آسیب شدید زیست محیطی ایجاد می کند. Euactiveation منجر به مناطق مرده در دریاچه ها و مناطق ساحلی مانند خلیج مکزیک منطقه هیپوکسیک منطقه می شود.با بازیابی این مواد مغذی در گیاهان درمانی، ما می توانیم حلقه را ببندید - آنها را به عنوان کشاورزی امن، کودهای آزاد آهسته، به جای اجازه دادن به آلوده کردن بدن های آب.

روش های بازیابی Nutrient

چندین تکنولوژی برای استخراج مواد مغذی از فاضلاب، هر کدام با مزایای خاص و برنامه های کاربردی توسعه یافته است.

  • - کریستالیزه کردن منیزیم، آمونیوم و فسفات به رشته (MgNH4PO4-6H2O)، یک کود آهسته آزاد، این روش هر دو فسفر و نیتروژن را بهبود می بخشد و مقیاس پذیری در لوله ها را کاهش می دهد.
  • Nitrogenfei و جذب - تبدیل آمونیوم در جریانهای پرقدرت (به عنوان مثال، هضم کننده درصد) به گاز آمونیاک، سپس گرفتن آن در محلول اسید برای تشکیل کود آمونیوم سولفات.
  • حذف مواد مغذی زیست شناختی (BNR) - با استفاده از جمعیت های خاص باکتری برای تبدیل و جذب نیتروژن و فسفر در داخل بیو جامدات، در حالی که BNR عمدتا برای حذف است، پردازش بعدی می تواند این مواد مغذی را برای کاربرد زمین بازیابی کند.
  • مبادله و تصفیه غشای [FLT 1] - فن آوری های نوظهور که به طور انتخابی آمونیوم یا یون های فسفات را با استفاده از رزین یا غشای جذب می کنند، اجازه می دهد بهبودی با خرید بالا.
  • سیستم های مبتنی بر آلگا ( - جلبک های پرورش دهنده در فاضلاب برای جذب مواد مغذی؛ زیست توده های برداشت شده می تواند به عنوان یک بیوفراست کننده یا خوراک برای تولید بیوگاز استفاده شود.

در میان این موارد، str بازیابی از نظر تجاری بالغ ترین ، با نصب در تاسیسات در سراسر جهان، از جمله کارخانه جذب آب Stickney در شیکاگو و Slough از کارخانه Despond در انگلستان، این سیستم ها نشان می دهد که بهبود مواد مغذی نه تنها نظری بلکه عملیاتی است.

مدیریت فاضلاب (Back Nutrients)

در حالی که بازیابی مواد مغذی یک مرکز است، یک سیستم واقعا دایره ای حاوی جریان های متعدد مقدار است. امکانات بازیابی منابع آب مدرن (WRRFs) آب را به کیفیت مناسب برای استفاده مجدد، جذب انرژی از مواد آلی و تولید بیو جامد که خاک غنی می کند، درمان می کند.

منبع یکپارچه بازیابی

یک کارخانه فاضلاب دایره ای تولید می کند:

  • آب آشامیدنی اجباری - مناسب برای آبیاری، فرآیندهای صنعتی یا استفاده مجدد از مواد غذایی پس از درمان پیشرفته، کاهش استخراج آب شیرین.
  • - ثبت شده از هضم کم عمق، استفاده شده برای تولید گرما و برق. برخی از گیاهان به خودکفایی انرژی و یا حتی خروجی انرژی خالص مثبت دست می یابند.
  • بریو جامدات - جامدات غنی از ماده آلی و مواد مغذی را درمان کرد، که به عنوان یک سیستم تهویه کننده خاک به زمین های کشاورزی اعمال می شود.
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰]] [۱۰] [۱]] [۱۰]] [۱۰] [۱]] [۱]] [۱۰] [۱]]] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۵] [۵] [۵] [۵] [۵] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۵]] [۵] [۱] [۱] [۱]]] [۱]]]]] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱۰] [۱۰

] فدراسیون محیط زیست آب طرفدار این تغییر پارادایم، دوباره مارک گیاهان درمان به عنوان "مراکز بازیابی منبع" برای منعکس کردن پتانسیل اقتصادی و زیست محیطی خود را.

مزایای سیستم های حرارتی دایره ای

اتخاذ اصول اقتصاد دایره ای در مدیریت فاضلاب مزایای متعددی دارد:

  • حفاظت از محیط زیست [FLT 1] - کاهش آلودگی مواد مغذی، انتشار گازهای گلخانه ای پایین تر از تولید کود اجتناب شده و استخراج آب شیرین کمتر.
  • پس انداز اقتصادی - هزینه های دفع پایین، درآمد حاصل از کود و فروش انرژی، و کاهش وابستگی واردات برای مواد خام مانند سنگ فسفات.
  • حمایت از کشاورزی - تامین قابل اعتماد از کودهای تولید شده محلی، بهبود انعطاف پذیری سیستم غذایی.
  • بهره وری انرژی - Caping biogas و گرما کاهش ردپای کربن و هزینه های عملیاتی گیاه است.
  • امنیت آب - آب تجدید شده منبع آب ضد خشکسالی برای استفاده های غیر بالقوه، به ویژه ارزشمند در مناطق دارای تنش آب فراهم می کند.

چالش های اجرای

علی رغم مزایای روشن، پذیرش گسترده بهبود مواد مغذی مدور با موانع واقعی مواجه است.

هزینه های فناوری - نصب و سیستم های بازیابی عملیاتی (به ویژه راکتورهای رشته ای یا واحدهای غشایی) نیاز به سرمایه گذاری سرمایه دارند، در حالی که بازده از فروش کود می تواند هزینه ها را در طول زمان جبران کند، بسیاری از خدمات با بودجه پیش رو مبارزه می کنند.

موانع جبران و کیفیت [FLT 1] - مواد مغذی بازیابی شده باید استانداردهای ایمنی برای فلزات سنگین و پاتوژن ها را قبل از اینکه آنها را به عنوان مقررات کود متفاوت توسط منطقه و می تواند آهسته برای انطباق با محصولات جدید است، به طور مشابه، مقررات استفاده از آب اغلب نیاز به درمان پیشرفته است که اضافه هزینه.

محدودیت های ساختار - سیستم های فاضلاب موجود برای حذف طراحی شده اند، نه گیاهان بازسازی شده برای جدا کردن جریان های مواد مغذی متمرکز و یا اضافه کردن فرآیندهای بازیابی پیچیده است و ممکن است نیاز به ساخت و ساز عمده داشته باشد.

] پذیرش بازار - کشاورزان و شرکت های کود ممکن است در پذیرش مواد مغذی بازیابی شده به دلیل ناآشنا بودن، ترکیب متناقض یا رقابت قیمت با محصولات مصنوعی تاسیس شده تردید داشته باشند.

[FLT: 1 ] [FLT: 1 ] - بدون یارانه، اعتبارات کربن یا الزامات برای بازیابی مواد مغذی، مورد اقتصادی بر قیمت های کم برق و هزینه های دفن زباله / احتراق بالا تکیه دارد. برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد [F3) تاکید کرده است که چارچوب های سیاست یکپارچه برای بازی سطح دایره ای و فعالیت های زمینه ای ضروری است.

مسیر های آینده و نوآوری ها

دهه بعد، پیشرفت های قابل توجهی در بهبود مواد مغذی و مدیریت فاضلاب دایره ای در دسترس و کارآمد تر وعده می دهد.

سیستم های غیرمتمرکز

تخلیه فاضلاب در منبع (به عنوان مثال، توالت های انحراف ادرار) اجازه می دهد تا غلظت های بالاتر مواد مغذی، کاهش انرژی و ورودی های شیمیایی مورد نیاز برای بازیابی پروژه های خلبان در سوئد و هلند مفهوم برای تاسیسات خانگی را اثبات می کند.

بازیابی الکتروشیمیایی

روش های رمان با استفاده از الکترودها برای جذب آمونیوم و فسفات توسعه یافته است، این سیستم ها می توانند در انرژی کم و بدون اضافه شدن شیمیایی کار کنند و آنها را برای گیاهان کوچک یا متوسط مناسب می کنند.

دوقلوهای دیجیتال و کنترل هوش مصنوعی

با مدل سازی فرآیندهای درمان در زمان واقعی، دوقلوهای دیجیتال می توانند مدیریت شیمیایی و جریان را برای به حداکثر رساندن بازده بهبود مواد مغذی در حالی که به حداقل رساندن مصرف انرژی کمک می کند، بهبود نیازهای تعمیر و نگهداری برای تجهیزات بازیابی، کاهش خرابی.

رویکردهای مبتنی بر Bio-based Approaches

تحقیقات در مورد میکروارگانیسم های مهندسی شده که فسفر hyper-accumulate یا تولید آمونیاک به طور مستقیم از فاضلاب پیشرفت می کند. Algae کشت یکپارچه با bioreactors نشان می دهد وعده برای جذب مواد مغذی با درجه بالا.

کاتالیزورهای سیاست

اتحادیه اروپا اصلاح شده (FLT:0) تخصیص مقررات محصولات ، که شامل مواد مغذی بازیابی شده (به عنوان مثال، struvite و bio-stimulants)، ایجاد یک بازار واحد برای کودهای بازیافت شده است.

نتیجه گیری

اصول اقتصاد دایره ارائه یک نقشه راه قانع کننده برای تبدیل مدیریت فاضلاب از یک مرکز هزینه به یک منبع از ارزش است.با اولویت بندی بهبود مواد مغذی، استفاده از آب و تولید انرژی، خدمات می تواند از اکوسیستم ها محافظت کند، وابستگی به منابع وارداتی را کاهش دهد و از کشاورزی پایدار امروز برای شروع این انتقال وجود دارد؛ آنچه که همچنان به طور گسترده ای توسط سیاست حمایتی، آگاهی عمومی و ادامه نوآوری از تغییر دایره ای هدایت می شود - نه تنها یک فرصت اقتصادی است که انتظار آن را دارد.