不僅植物,人類和動物都需要磷,因為它是DNA的組成部分。由生物知識可知,我們的身體中許多生物過程(例如新陳代謝等)只有在磷原子存在的條件下才有可能發(fā)生。但是由于農(nóng)民和許多工業(yè)企業(yè)使用過多的磷元素從而使得土壤過度富磷以及引起水道污染。
這正是隸屬德國植物保護(hù)部(DPP)磷平臺的專家的著力點。他們的目的是從廢水中回收磷,一方面是為了保護(hù)環(huán)境,另一方面是為了重新利用這一寶貴的原材料,從而不必開采新的磷礦以獲得新的磷原料,因為從目前來看磷資源越來越稀缺了。雖然地球上已開發(fā)的磷礦資源足夠為以后250年提供磷元素,但現(xiàn)在只有極少數(shù)國家出口這種元素,在這種情況下,如果地緣政治局勢發(fā)生波動(即地區(qū)與地區(qū),國家與國家之間發(fā)生矛盾),會導(dǎo)致有些國家或地區(qū)磷元素供應(yīng)不足。另一個問題是,許多磷礦開采區(qū)的磷受到重金屬的污染。不幸的是許多行業(yè)都嚴(yán)重依賴于磷元素,不僅僅是食品和飲料行業(yè),同時也包括建材和洗滌劑行業(yè)以及半導(dǎo)體和照明設(shè)備制造行業(yè)。
德國磷平臺成立于2013年11月,并在弗勞恩霍夫研究協(xié)會的硅酸鹽研究所(ISC)的物資回收工程集團(tuán)和戰(zhàn)略資源部(IWKS)的協(xié)同管理下運(yùn)作。 “德國磷平臺是關(guān)于磷元素的網(wǎng)絡(luò)平臺,”德國植物保護(hù)部的行政經(jīng)理Stefan Gaeth教授解釋說, “它試圖把所有從事著與磷相關(guān)的工作(不論是磷的使用、回收或是對磷有需求的人或者企業(yè))聚集在一個平臺上。”
利用磁鐵可去除水中的附磷的超順磁性粒子
圖片:Knut Dobberke / Fraunhofer ISC(弗勞恩霍夫研究協(xié)會硅酸鹽研究所)
磁鐵回收磷
但如何才能從廢水中回收磷呢?IWKS的研究人員找到了一種方法。
“我們往水中加入超順磁性的粒子,”IWKS的“殘渣、污泥、垃圾填埋場”業(yè)務(wù)部的負(fù)責(zé)人Carsten Gellermann博士表示。這意味著,如果這些顆粒檢測到水中磁場的存在,它們本身會被磁性化。然而,如果移除磁鐵,這些顆粒將失去其磁性而在水中自由浮動而不彼此附著。
研究人員已經(jīng)在這些超順磁性粒子上附著有磷的結(jié)合位點,使它們能夠以“背馱式”的攜帶方式將磷酸陰離子從水中回收出來。使用磁鐵可以回收這些超順次性顆粒和其上所附著的磷,從而使得水中不再含磷。
“這樣一來其他的有害物質(zhì),如有毒重金屬,也可以用磁鐵相對容易地除去,” Gellermann解釋說。對于他們的技術(shù)研究人員,以及來自斯圖加特大學(xué)的衛(wèi)生工程、水質(zhì)和國際固體廢物管理協(xié)會的同事們,在2013年12月獲得了水再利用不倫瑞克未來獎,價值10,000歐元。他們將在工業(yè)—綠色科技貿(mào)易博覽會上(6號館,展位J18)展示他們的技術(shù)和德國磷平臺,該會議是4.7~4.11在漢諾威舉行的貿(mào)易博覽會的一個附屬展會。
責(zé)任編輯:張春穎
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