从废水中获取的未来材料

2024-11-28 14:30来源:本站编辑

“前景是巨大的,因为你正在利用目前被浪费的东西,制造出高价值的产品。”

这是丹麦奥尔堡大学化学与生物科学系的Per halkk ær Nielsen教授在谈到一项研究项目的结果时说的话,该项目以新的方式利用废水处理厂的剩余生物质。重点是生物聚合物,它可以被描述为相互结合的长链分子,由包括细菌在内的生物体产生。今天,石油化工行业从原油中生产的合成聚合物被用于许多领域,包括塑料、纺织纤维、粘合剂和油漆。但是,随着未来污水处理厂生物聚合物的生产,从废物中提取油基聚合物的可持续替代品将成为可能。

“简而言之,生物聚合物的工作是在污水处理厂生产大量的生物质,实际上是细菌,吃掉所有进入处理厂的东西,只留下纯净水,”Per halkk ær Nielsen教授解释说。

“每天都会产生很多吨的生物质,这取决于处理厂的大小,这些生物质通常在沼气反应器中转化,这样你就可以从中获得能量。细菌的很大一部分由生物聚合物组成,即它们周围的粘合材料,而生物聚合物作为油基聚合物的可持续替代品,在工业上是有需求的。”

生物聚合物可以用作纸张和建筑材料中的粘合剂,它们可以用作絮凝材料,使小颗粒聚集在一起并沉淀,作为港口污泥,湖泊和污水处理厂的水净化的一部分。一个额外的好处是,废水处理厂的生物聚合物似乎具有阻燃性。因此,根据研究项目REThiNk的说法,如果生物聚合物能够以可持续的方式商业化生产,那么它们就有一个潜在的巨大市场,这是有潜力的。

在污水处理厂,有几百种不同种类的细菌产生许多类型的具有不同性质的生物聚合物。这些细菌利用生物聚合物作为粘合剂形成菌落并粘附在表面,这样它们就不会被冲出处理厂。这些生物聚合物可以通过改变水的pH值和温度来提取,以生产纤维素和凝胶状生物聚合物,可用于各种工业产品。人们的期望是,将有可能从丹麦的废水处理厂建立生产生物聚合物的工厂,而且潜力很大,因为仅丹麦每年就产生数十万吨细菌。作为一个额外的好处,矿物质和其他有价值的成分可以从到达处理厂的废水中收集,比如磷,它在欧盟的关键原材料清单上,将来可能很难获得。

REThiNk项目的目标是在短期内为工业规模扩大奠定基础,以便从长远来看,世界各地(而不仅仅是丹麦)的废水处理厂的生物质回收将发生真正的革命。它还需要绘制世界各地污水处理厂的细菌图谱,以便有可能预测每种细菌如何在生物聚合物生产、磷提取等方面发挥作用。

“如果公司能够看到产品可以用于某些事情,因此想要投资测试和开发它,那么就有很大的潜力。这就要求我们建立试点规模的工厂,这样我们就能生产不仅仅是克,而是公斤,在几年的时间里,甚至数吨。我们可以将20- 30%的生物质转化为生物聚合物,可以取代石油产品,但它实际上也可以取代海藻。今天,许多生物聚合物都是从濒临灭绝的大型海带森林中的海藻中生产出来的。因此,如果我们能找到其他提取生物聚合物的方法,这对环境和生物多样性来说也是一个明显的优势,”Per halkk ær Nielsen指出。

在REThiNk项目中,奥尔堡大学正在与荷兰代尔夫特大学和奥胡斯大学合作,研究人员刚刚在科学杂志《生物技术当代观点》上发表了他们的研究结果。

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