Waste nutrients harvested: Design and evaluation of nitrogen and phosphorus recovery processes utilizing membrane contactor and adsorption techniques

Julkaisun otsikon käännös: Jäteravinteet talteen: Typen ja fosforin talteenoton suunnittelu ja evaluaatio käyttäen kalvo- ja adsorptiotekniikkoja

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Maailmaanlaajuinen ruoantuotanto nojaa teollisiin lannoitteisiin. Ihmiskunnan räjähdysmäinen kasvu ei olisi ollut mahdollista ilman prosesseja, jotka sitovat typpeä ilmakehästä ammoniakiksi ja maaperästä louhittua fosforikiveä helposti kasveille saatavaan muotoon. Mutta ihmisten lineaariset (kiertävän vastakohta) kulutustottumukset ovat kostautuneet meille. Tuloksena ravinnejärjestelmät, joihin turvaudumme, käyttävät merkittävän määrän energiaa ja luovat joukon ympäristöongelmia. Tämä väitöskirja pyrkii vastaamaan kysymykseen "kuinka voimme sulkea ravinnekierron?". Erillistä huomiota on kiinnitetty siihen, kuinka ravinteiden kiertoa voi hallita kestävästi sekä ympäristön että talouden kannalta. Erilaisissa jätevirroissa on huomattava määrä ravinteita, joita on mahdollista hyödyntää. Naita ravinteita ei kuitenkaan hyödynnetä tehokkaasti, koska se ei ole taloudellisesti kannattavaa tai kiertolannoitteiden (sekä nesteiden että kiinteiden jakeiden) haitta-ainepitoisuudet ovat liian korkeat. Tämä väitöskirja on tehty NPHarvestin ympärille. NPHarvest on ravinteiden talteenottoteknologia, joka on kehitetty Aalto-yliopistossa. NPHarvest ottaa talteen sekä typen että fosforin nestemaisista jätevirroista. Lopputuotteet ovat puhdas ammoniumsuola sekä kiinteä materiaali, jossa on fosforia, kalkkia ja hiiltä. Tuloksien pohjalta on selvää, että NPHarvest on taloudellisesti kilpailukykyinen teknologia. Talteenottoprosessin uutuus on siinä, että se on suunniteltu sietämään jätevesien korkeaa kiintoainepitoisuutta kuluttamatta suurta määrää energiaa. Tämä pitää prosessin operaatiokulut matalina. NPHarvestin elinkaarianalyysin mukaan prosessi on ympäristön tilaa parantava tai neutraali useimmissa vaikutuskategorioissa. Ilmastonmuutoksen suhteen NPHarvestilla on potentiaali olla positiivinen (hiilinegatiivinen). Lisaksi tämä väitöskirja tarkastelee fosforin talteenottoa kemiallisesti saostetusta lietteestä. Talteenotto siitä materiaalista on tekniseltä kannalta mahdollista, mutta tällä hetkellä se ei ole tarpeeksi kannattavaa suuren mittakaavan sovellusta varten. Jätepohjaiset biomateriaalit osoittautuivat sopivaksi keinoksi ottaa fosfori talteen sen jälkeen, kun se oli liuotettu hapolla irti liitteestä. Fosforilla ladattu biomateriaali voi toimia orgaanisena lannoitteena. Lopuksi tämä väitöskirja pohdiskelee ravinteiden talteenoton vaikutuksia laajempaan kokonaisuuteen. Ravinteiden talteenotto edustaa siirtymää kohti resurssien talteenottolaitoksia, en lisäksi että se mahdollistaa naiden laitosten toiminnan kustannustehokkaammin. Lisäksi ravinteiden talteenotto mahdollistaa hajautetut käsittelyratkaisut, mikäli siihen suuntaan on tarpeellista mennä. Pohdiskelun lopuksi mietin, mitä tarkoittaa kestävä teknologia.
Julkaisun otsikon käännösJäteravinteet talteen: Typen ja fosforin talteenoton suunnittelu ja evaluaatio käyttäen kalvo- ja adsorptiotekniikkoja
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Mikola, Anna, Vastuuprofessori
  • Al-Juboori, Raed, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1136-1
Sähköinen ISBN978-952-64-1137-8
TilaJulkaistu - 2023
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • jäteveden kasittely
  • ravinteiden talteenotto
  • kiertotalous

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Jäteravinteet talteen: Typen ja fosforin talteenoton suunnittelu ja evaluaatio käyttäen kalvo- ja adsorptiotekniikkoja'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä