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對(duì)日子和工業(yè)廢水進(jìn)行適當(dāng)處理并進(jìn)行飲用、灌溉等再利用，其本錢是昂貴的。僅處理來(lái)自烹飪、洗刷、清潔和衛(wèi)生的家庭灰水，就要占有全球3%的電力消耗，并開釋全球5%的非二氧化碳溫室氣體排放(主要是甲烷)。

工業(yè)廢水的處理本錢更高。隨著國(guó)際人口的添加，發(fā)展中國(guó)家逐漸執(zhí)行更嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這些本錢將在未來(lái)十年持續(xù)添加。假如能從廢水中捕獲有價(jià)值的化學(xué)品，包含碳、氮和磷，將能收回一些經(jīng)濟(jì)本錢。例如，污水處理廠能夠利用甲烷發(fā)生電力而不是單純消耗它。選用新興技能能夠有用收回磷肥和銨肥料。

但是，是什么阻礙了“廢水資源工廠”的樹立?工藝不確定性、哪些技能是最有用的，以及如何進(jìn)行技能組合，都可能成為行進(jìn)道路上的絆腳石。本文概述了對(duì)日子污水中的污染物進(jìn)行收回再利用的方案，如何將現(xiàn)在每年需花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元的污水處理廠搖身一變?yōu)槊磕戤a(chǎn)值超越100萬(wàn)美元的動(dòng)力大戶。假如能將相似的方案應(yīng)用于更多樣化的工業(yè)廢水，將會(huì)帶來(lái)更多的好處。

廢水中的價(jià)值

日子污水中有咱們?nèi)粘Ｈ兆影l(fā)生的各種廢棄物，糞便、脂肪、食物殘?jiān)?、洗刷劑和藥物。在化學(xué)方面，1立方米的日子廢水含有300～600g COD，40～60g氮(以銨和有機(jī)化合物的方式)，5～20g磷(磷酸鹽和有機(jī)化合物)，10～20g硫(主要是硫酸鹽)和痕量的重金屬離子。

在曩昔的一個(gè)世紀(jì)，大部分日子廢水都使用好氧的“活性污泥法”進(jìn)行處理，在氧氣和細(xì)菌的一起作用下，氧化污染物,這種方法簡(jiǎn)單，對(duì)除去有機(jī)化合物、氮和磷有用。但活性污泥法消耗巨大的動(dòng)力，并開釋碳腳印。一個(gè)10萬(wàn)噸/天的中型的污水處理廠消耗的電力與中國(guó)城鎮(zhèn)5000人(每立方米廢水約0.6KWh)相當(dāng)，而且每天的碳腳印相當(dāng)于6000輛家用轎車的二氧化碳排放量。

最要害的是，廢水中有機(jī)物所含的能量被很多糟蹋，氮和磷都是制造肥料的原材料。經(jīng)過加入鈣、鐵或鋁鹽沉淀，90%的磷終究掩埋在填埋場(chǎng)中，這種沉淀物不能被植物吸收，而且常常還受到有毒金屬污染。相同，超越80%的氮經(jīng)過微生物轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛鴣G失。該進(jìn)程還發(fā)生很多的“濕污泥”(5～10千克每立方米處理水)?？菰锖吞幹?在陸地或填埋場(chǎng))或焚燒這些污泥占處理設(shè)備總本錢的30～50%。

一些污水廠對(duì)污泥進(jìn)行厭氧消化。在缺氧的情況下，微生物將雜亂的有機(jī)物質(zhì)分解成更簡(jiǎn)單的有機(jī)分子，然后將其轉(zhuǎn)化為甲烷。經(jīng)過焚燒甲烷以發(fā)生電和熱，厭氧消化可抵消活性污泥法20~30%的能量和溫室氣體本錢。但消化進(jìn)程緩慢，一般需要10～20天。